Planejamento de Lavra Apostilha_Mina

7/27/2019 Planejamento de Lavra Apostilha_Mina

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TREINAMENTO CONCEITUAL DE PLANEJAMENTO DE LAVRA

Engenharia Arte de aplicar conhecimentos cientficos e empricos criao de estruturas,

dispositivos e processos que se utilizam para converter recursos naturais em formasadequadas ao atendimento das necessidades humanas.

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NDICE

1 INTRODUO

2 CONCEITOS DE CLASSIFICAO DE RESERVAS3 ETAPAS DE PLANEJAMENTO MINEIRO

4 - PR-REQUISITOS PARA A LAVRA

5 AVALIAO/ ESTIMAO DE RESERVAS LAVRVEIS

6 - CONCEITOS E FERRAMENTAS DE GEOESTATSTICA

7 NOTAS DE UM CURSO RPIDO DE PLANEJAMENTO MINEIRO

8 MTODOS DE AVALIAO DE JAZIDAS

9 - PASSOS PARA MONTAGEM DE UM BANCO DE DADOS

10 PARMETROS PARA SELEO DE SOFTAWARE DE MINERAO

11 FASES DE UM PROJETO

12 MODELAMENTO ECONMICO DE BLOCOS COM UTILIZAO DEINFORMTICA

13 MTODOS MANUAIS PARA DESENVOLVIMENTO DE CAVA

14 DESENVOLVIMENTO DA CACA COM MTODOS COMPUTACIONAIS

15 PLANEJAMENTO DE LAVRA PROCEDIMENTOS E CONCEITOSBSICOS

16 MTODOS DE LAVRA A CU ABERTO

17 CONSIDERAO EM RELAO A DEFINIO DA GEOMETRIA

18 RELAO ESTRIL/MINRIO ASPECTOS GEOMTRICOS

19 RELAO ESTRIL/MINRIO ASPECTOS ECONMICOS

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1 - INTRODUO

Para bem entender a etapa planejamento de lavra necessitamos fixar os conceitos relativos

s etapas anteriores, inciando-se pela a pesquisa at a forma de classificao de recursos ereservas.

O sistema de classificao de reservas existe para dar suporte aos projetos, negcios deaes e bolsas, compra e venda de negcios.

H que se levar em considerao os tipos de depsito mineral existentes, depsitos mineraismetlicos, rochas industriais, carvo, minrio de ferro e ouro, entendendo que o grau desegurana pode variar para cada um deles, apesar de classificados dentro do mesmosistema.

2 CLASSIFICAO DE RECURSOS

Os conceitos de semntica aparecem nos sistemas de classificao, principalmente emrelao s palavras recurso, reserva e minrio.

Considera-se Recurso aquele material disponvel em quantidade e qualidade adequadaspara o uso industrial, mas que no foi submetida a uma avaliao econmica.

Reserva o recurso disponvel para lavra, que pode ser produzido economicamente, emfuno de custos, demandas e preos atuais. Muitas vezes possvel aproveitardeterminados materiais que no estavam classificados como reserva.

Minrio um agregado natural ( ou parte de um agregado natural de um ou mais mineraismetlicos), que pode ser minerado e vendido com lucro, em um dado tempo e um dadolocal..

Vrios princpios norteiam o sistema de classificao de reservas:

1 Suporte geolgico atravs de parmetros como morfologia, espessura, estrutura interna,permitindo estabelecer um modelo de geologia adequado para o depsitos;

2 O modelo geolgico e o grau de explorao conduzem determinao do grau de

confiana na estimativa de fatores relativos ao depsito, ou seja , condicionamentogeolgico da mineralizao e da encaixante, acrescentando ainda as condies deestabilidade, hidrogeologia, etc.3 Conhecimento das condicionantes geogrficas, econmicas e ambientais da rea ondese localiza o depsito;4 A estimativa realizada atravs de servios de pesquisa ( sondagem, escavao,geofsica e modelagem geolgica;

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5 Volume e teor da mineralizao so determinados in situ. Estudos de viabilidadepermitem estabelecer qual o teor diludo bem como o recuperado. Reservas lavrveissomente quando se estimam perdas com lavra e tratamento6 Determinao das propriedades fsicas na qualificao das reservas , tais comodensidade, grau de liberao, grau de moabilidade , mineralogia dos minerais teis e da

ganga, granulometria, etc.E a confiana decorre dos seguintes fatores:

a) Bom trabalho de campo suportado por conhecimento cientfico da geologia dosdepsitos minerais;

b) Obteno de dados de campo e exploratrio representados em documentos em escalaadequada. Localizao de contatos e de estruturas ( dobras, falhas e fraturas, etc.). Furosde sonda, poos, galerias devem ser cuidadosamente representados em mapas e sees;

c) A malha de sondagem deve garantir a representatividade da amostragem e os programasdevem ter suporte cientfico;

d) A aplicao da metodologia computacional colabora bastante mas no garante afidedignidade da estimativa de reservas.

Podemos caracterizar os depsitos conforme o seu tamanho e estrutura e para isto podemosapresentar os seguintes grupos abaixo:

Grupo 1 - Grandes depsitos com estrutura simples e estrutura constante e distribuiouniforme da substncia til; Ex.: carvo, calcrio, depsito de ferro, mangans.

Grupo 2 - Depsito de estrutura complicada, espessura variada e distribuio no uniformedo constituinte til; Ex.: ferro, mangans, bauxita, nquel.

Grupo 3 - Depsito de tamanho varivel, estrutura complicada, espessura, muito varivel edistribuio irregular. Ex.: cromita, bauxita, cobre, estanho, metais raros.

Grupo 4 - Depsito de tamanho pequeno, com morfologia, no constante, mineralizaodescontnua, estrutura complicada, como por exemplo ouro e metais raros.

Modelagem Geolgica

Modelos geolgicos de depsitos minerais tm dois componentes, um emprico, baseadoem dados observacionais ( morfologia, contato, espessura, mineralogia, teores) outroconceitual que a interpretao dos dados no contexto de uma teoria gentica.

Obtidos os dados sobre o depsito que ser classificado em termos de recursos ( pois noesto em julgamento valores relacionados viabilidade econmica) o modelo depender dojulgamento, experincia e conhecimento do gelogo, que definir o limite entre a faixamineralizada com sua encaixante estril ou outros fatores como por exemplo teor de corte.Aps definidos os limites tem-se a morfologia do depsito.Os substantivos recursos e reservas, em minerao, tem sentido restrito.

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Recursos minerais so concentraes de bens minerais disponveis na crosta terrestre;Reservas minerais so parte dos recursos para os quais se demonstram viabilidade tcnica eeconmica.

As informaes mais importantes decorrentes da pesquisa mineral so as definies derecursos minerais: inferido, indicado e medido ( Reserva: provvel e provada) Estainformaes so mais precisas quanto maior for o conhecimento geolgico.

No Brasil tem-se no Regulamento de Cdigo de Minerao ( 1968 Decreto 62.934) asseguintes definies de reservas:

Reserva parte dos recursos, com especificaes de teor, qualidade, espessura eprofundidade para se lavrar, podendo assumir como legalizado e preparado para produoem tempo determinado. O termo legal no significa que todo processo legal estejasolucionado ou que todas as pendncias tenham sido completamente resolvidas. Dequalquer maneira para que a reserva exista deve-se eliminar qualquer incerteza significanteconcernente aos resultados que permitam a sua legalizao.

Reserva Medida: a tonelagem de minrio computado pelas dimenses reveladas emafloramentos, trincheiras, galerias, trabalhos subterrneos e sondagens, na qual o teor determinado pelos resultados de amostragem pormenorizada, devendo os pontos deinspeo, amostragem e medida estar, to proximamente espacejados e o carter geolgicoto bem definido, que as dimenses, a forma e o teor da substncia mineral possam serperfeitamente estabelecidos, os quais no devem apresentar variao superior ou inferior, a20% da quantidade verdadeira.

Reserva Indicada: A tonelagem e o teor de minrio computados parcialmente atravs demedidas e amostras especficas ou de dados de produo e parcialmente por extrapolao,at distncia razovel com base em evidncias geolgicas.

Reserva Inferida: Estimativa feita com base no conhecimento dos caracteres geolgicosdo depsito mineral, havendo pouco ou nenhum trabalho de pesquisa.

Os recursos minerais do pas so formados pelas massas individualizadas de substnciasminerais ou fsseis encontradas na superfcie ou no interior da crosta terrestre, conformeregulamento do cdigo da minerao.

Bases do Cdigo Australiano

Um Recurso Mineral uma concentrao ou ocorrncia de material de interesseeconmico intrnseco no interior ou na superfcie da crosta terrestre, com tal forma equantidade que pode se tornar um prospecto razovel, para eventual extrao econmica.

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Os principais fundamentos que governam a operao e a aplicao do Jorc Code so :competncia, materialidade e transparncia.Recurso Mineral Inferido parte do Recurso Mineral para qual a tonelagem, teor e

contedo mineral pode ser estimado com baixo nvel de confiabilidade. inferido apartir de evidncia geolgica e admite-se, mas no se comprova, a continuidadegeolgica e ou de teor. Tem por base explorao detalhada e fidedigna, informaode amostragem e testes, obtidas atravs de tcnicas apropriadas, em estaes comoafloramentos, trincheiras, poos, trabalhos subterrneos e furos de sonda. Oespaamento das estaes o prximo o bastante para confirmar a continuidadegeolgica e/ou de teor.

Um Recurso Mineral Indicado a parte do Recurso Mineral para qual a tonelagem,densidade, forma caractersticas fsicas, teor e contedo mineral podem ser estimadoscom razovel nvel de confiana. Tem por base a informao de explorao,amostragem e testes, obtidas atravs de tcnicas apropriadas, em estaes comoafloramentos, trincheiras, poos escavaes subterrneas e furos de sonda. As estaesso amplamente ou impropriamente espaadas, para confirmar a continuidadegeolgica ou de teor, mas tem espaamento adequado para que se admita acontinuidade.

Um Recurso Mineral Medido a parte do Recurso Mineral, para a qual a tonelagem,densidade, forma, caractersticas fsicas, teor e contedo mineral podem ser estimados comelevado nvel de confiana. Tem por base explorao detalhada e fidedigna, informao deamostragem e testes, obtidos atravs de tcnicas apropriadas, em estaes comoafloramentos, trincheiras, poos, trabalhos subterrneos e furos de sonda. O espaamentodas estaes prximo o bastante para confirmar a continuidade geolgica e/ou de teor.

Uma Reserva Provvel de Minrio a parte economicamente lavrvel de um RecursoMineral indicado e, em alguns casos, medido; inclui materiais diludos e descontos sobreperdas, que podem ocorrer quando da lavra do material. Avaliaes apropriadas, quepodem incluir estudos de viabilidade, foram realizadas e incluem consideraes sobremudanas, realisticamente admitidas, nos fatores de lavra, de concentrao, metalrgicos,econmicos, de mercado, legais, ambientais, sociais e governamentais. Essas avaliaesdemonstram que, na poca em que foram reportadas, a extrao seria razoavelmentejustificada.

Uma Reserva Provada de Minrio a parte economicamente lavrvel de um Recurso

Mineral Medido. Inclui materiais diludos e descontos sobre perdas, que podem ocorrerquando da lavra do material. Avaliaes apropriadas, que podem incluir estudos deviabilidade, foram realizadas e incluem consideraes sobre mudanas, realisticamenteadmitidas, nos fatores de lavra, metalrgicos, econmicos, de mercado, legais, ambientais,sociais e governamentais. Essas avaliaes demonstram que, na poca em que foramreportadas, a extrao seria razoavelmente justificada.

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Uma reserva de minrio a parte economicamente lavrvel de recurso mineral, medido ouindicado, inclui materiais diludos e descontos sobre perdas que podem ocorrer quando dalavra do material.

Os conceitos de recursos e reservas no so novos, o sentido de recurso est na sua infncia

e reserva na sua maturidade.Um recurso mineral torna-se uma reserva uma vez demonstrada a sua

exequibilidade tcnica e econmica, porm apenas recursos medidos e indicadosfaro parte destas reservas que se convertero, respectivamente em reservas provadase provveis. (Joaquim P. Toledo).As reservas lavrveis relativas ao recursos so:

Recursos ReservasMedidos ProvadasIndicados ProvveisInferidos -Potenciais

Recursos Potenciais: So aqueles que no atendem aos critrios de classificao comomedidos, indicados ou inferidos, porm existe uma razovel probabilidade de seuaproveitamento.

Atualmente esse assunto est sendo amplamente discutido, tendo sido apresentado noltimo congresso de mina a cu aberto um trabalho do Grossi e Jorge Valente que suscitama reviso do cdigo Brasileiro para este assunto de clculo de reservas.A metodologia de classificao de recursos / reservas busca similaridade com os conceitos

do cdigo Australiano afim de emitir / negociar aes nas Bolsas de Valores Internacionais.

3 ETAPAS DO PLANEJAMENTO MINEIRO

Os processos envolvidos na recuperao dos bens minerais esto divididos em fasesdenominadas Prospeco, pesquisa, desenvolvimento e lavra e podem ser evidenciadosconforme os fatores citados por (Soderberg e Roush 1968, Atkinson 1983):

1- Caractersticas naturais e geolgicas do corpo mineral, tipo do minrio, distribuioespacial, topografia, hidrogeologia, caractersticas ambientais de sua localizao ecaractersticas metalrgicas, etc.

2- Fatores econmicos: custos operacionais e de investimento, razo de produo,condies de mercado, etc.

3- Legais: regulamentao local, regional e nacional, poltica de incentivo minerao,etc.

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4- Fatores tecnolgicos: equipamentos, ngulos de talude, altura de bancada, inclinao derampas, etc.

A conexo destes fatores evidenciam a complexidade das operaes envolvidas narecuperao mineral, e por conseqncia a importncia do planejamento de tais operaes.

Para melhor compreendermos buscarmos uma definio simples do que se entende por:Mina: conjunto de operaes que resulta em uma explorao economicamente vivel;

Lavra: ocorrncia mineral em lavra.

Minrio: agregado natural composto de um ou mais minerais que pode lavrado, processadopara fins lucrativos.

Estril: agregado natural composto de um ou mais minrios que deve ser lavrado paraliberar minrio, desprovido de valor econmico.

Planejamento Mineiro:

A figura abaixo ( segundo Hustrolid) representa a habilidade de influncia nos custos decada fase do empreendimento de minerao:

A fase de planejamento oferece as melhores oportunidades de minimizar o capitalde investimento e os custos operacionais do projeto final e de maximizar aoperacionalidade e a lucratividade do empreendimento. preciso estar atento, pois ocontrrio tambm uma verdade, nenhuma outra fase do projeto to propcia a umdesastre tcnico ou financeiro como a fase do planejamento." (Lee)

No estudo conceitual, existe uma oportunidade relativa ,limitada, da influncia dos custosdo projeto .

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PLANEJAMENTO IMPLEMENTAO PRODUOFASES

Estgios EstudoConceitual

EstudoPreliminar

EstudoDe

Viabilidade

Projeto eConstruo

Comissiona-mento

Start Up Operao

DECISODE

INVESTIMENTO

No se consegue maismodificar os custos

Descomis-sionamento


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A medida que as decises, corretas e incorretas so tomadas durante o planejamento, asoportunidades de influenciar os custos do empreendimento diminuem .

A habilidade de influncia nos custos do projeto diminuem ainda mais quando novas

decises so tomadas durante o estgio de projeto na fase de implementao. No final destafase no existe, praticamente, mais oportunidades de influenciar nos custos futuros.

A chave do conceito extrao dirigida para benefcio para os engenheiros simples:

Benefcio = receita custos

No caso do planejamento:Receita = material slido x preo unitrio

Custo = material slido x custo unitrio

O preo do minrio comandado pela oferta e demanda. Embora o desenvolvimento denovas tecnologias possa ser a princpio propriedade nossa, as novas tecnologias sorapidamente difundidas e a rea mais interessada em desenvolver e pesquisar novastecnologias, para tornar competitivo o seu minrio, a prpria equipe de engenharia quelida na rea.

Desta forma o objetivo buscar continuamente a reduo de custos das operaes, semnunca esquecer que uma nova tecnologia pode transformar estril em minrio.

Minrio = Benefcio = Emprego ( Hustrolid and Kuchita)

Matria Prima

O processo para o empreendimento mineiro mostrado pela figura abaixo indica sempre umatroca positiva no mercado, criando aumento da demanda para produtos minerais. Emresposta s velhas e novas demandas, recursos financeiros so aportados na pesquisamineral resultando em descobertas de novos depsitos. Atravs de aumento de preo,reservas podem tornar-se atrativas, passando a economicamente viveis.

Qualquer processo de beneficiamento pode gerar rejeitos. Rejeito o materialslido, lquido ou gasoso, desprovido de valor econmico, oriundo do beneficiamento.

Podem ser transformados em produtos economicamente viveis, como por exemploa SiO2, (areia) obtida na mina de Morro Agudo (Samitri), a partir do processo debeneficiamento do Itabirito.

Na fase de planejamento todos estes estudos econmicos j devero estarconcludos. Se mostrarem-se positivos passa-se fase do desenvolvimento da mina para seestabelecer sua implementao e inicia-se a fase de produo.

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4 - PR-REQUISTOS PARA A LAVRA

Um estudo detalhado dos estgios na vida de uma mina comea com pesquisa e avaliao,que so precursoras da lavra. A lavra por sua vez inclui desenvolvimento e explorao.O estudo de lavra de minas, leva em conta entre outros, os conhecimentos de geologia. Umdepsito mineral uma anomalia geolgica,; um depsito de minrio existe graas umasrie de ocorrncias na natureza.Nem toda rea prospectada passa pelas demais fases da minerao.H um exemplo no norte do Canad, onde de 1000 reas prospectadas s uma resultou emmina. Tambm por isso, a atividade de minerao de alto risco econmico, fazendo comque muitas empresas procurem adquirir jazidas por compra ou associao com outrasempresas, ao invs de realizar a pesquisa em reas desconhecidas.

Prospeco

Prospeco a procura de depsitos de minrios metlicos ou de depsitos de mineraiscomerciais em geral. o primeiro estgio, que objetiva a descoberta, no qual comea avida de uma mina. Prospeco e avaliao juntas constituem o meio de encontrar e definir o

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Necessidades domercado

Demanda por umproduto mineral

TECNOLOGIA

AVANADA

ExploraoDescobertasDiretrizes

Ocorrncia dedepsitomineral

Venda de Produtos

$

Demanda deProduoMineral

$

Desenvolvimento damina e facilidades Mina e

processos


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valor de um depsito mineral. Mais especificamente, entretanto, a prospeco tem comoobjetivo a locao de uma anomalia geolgica com caractersticas de um depsito mineral.Prospeces em grandes reas so normalmente feitas geralmente com o apoio financeirodo governo.A deciso de se fazer prospeco e / ou avaliao depende de:

- condies de mercado, como preo , disponibilidade e projees de demanda;- possibilidade de substituto para o mineral;- objetivos gerais da empresa tais como, produo e crescimento;- condies geolgicas e geogrficas favorveis;- condies polticas e de negcio.

5 - AVALIAO/ ESTIMAO DE RESERVAS LAVRVEIS

At a dcada de 70 a avaliao das reservas era feita a partir de interpretaes dos furosde sonda e estimao da geologia das reas de influncias dos mesmos.

Os modelos geolgicos eram contnuos, e algumas mineradoras de cobre preconizaram autilizao de blocos para representar sua jazida, utilizando de duas cores, uma para minrioe outra para estril, como se fossem uma camada justaposta de tijolos a representar cadanvel. Ao longo da lavra, blocos lavrados eram removidos.

Atualmente pode-se estimar uma reserva global de uma mina, com tambm proceder auma estimativa local, atravs da discretizao em blocos. Esta fase somente ter exito casoa pesquisa tenha sido bem executada, aproximando o mximo o modelo da realidade. Casocontrrio resultar em prejuzo.

Para avaliao da jazida em blocos utiliza-se a krigagem. Estas reservas geolgicas ouin situ so chamadas de inventrio mineral. A reserva lavrvel normalmente um subconjunto de blocos, pois nem todos so aproveitados industrialmente.Para se avaliar um depsito inicia-se por conhecer e avaliar sua extenso, profundidade e aqualidade de cada componente do mesmo. Para isto vamos supor uma malha de furos desonda verticais atravessando os corpos. Cada furo amostrado em intervalo para obtenodos teores das diversas litologias , ao mesmo em que utilizado para interpretao doscorpos. possvel localizar em planta sua posio atravs de coordenadas e porconseguinte definir nveis atravs do trecho em que o mesmo corta o nvel.O primeiro processo que iremos mostrar para avaliao o das figuras geomtricas obtidasatravs das reas de influncia.

O objetivo da avaliao definir e avaliar o depsito encontrado pela prospeco. Aavaliao determina as quantidades e caractersticas do estril e do minrio. A avaliaodetermina tambm o valor do minrio em funo do seu possvel aproveitamento.A quantidade determinada em volume e/ou em peso. O volume em metros cbicos xaltura x largura. No h como pesar um depsito mineral portanto o peso em toneladas determinado de forma indireta pela frmula:

Massa (t) = Volume (m3) x Densidade (t / m3)

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Densidade (t / m3) = peso(t) / volume (m3)

O valor do minrio depende da quantidade de minerais teis contidos. O teor a expressodesta quantidade na forma de porcentagem ou de gramas por tonelada de minrio, ou ainda

em gramas por m

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de minrio. Exemplos: a) minrio de ouro com 6 gramas por tonelada b)minrio de ferro com 65% Fe. c) minrio de fosfato com 8% de P 2O5 .Para se avaliar um depsito necessrio conhecer as suas extenses horizontais e verticais,assim como as caractersticas ou qualidade detalhado do corpo mineral. Para fragmentosdo depsito chamados amostras que analisadas fornecem a qualidade do corpo ou teornaquele trecho em que o furo cortou o corpo.A avaliao produz o relatrio de pesquisa que pode ser analisado conforme o mtodo quefoi utilizado para interpretao dos dados, de suma importncia para dar suporte ao projetoe execuo de lavra da mina. A seguir alguns exemplos dos mtodos.

Mtodos De Figuras Geomtricas (reas de influncia)

A figura representa um corte horizontal de um corpo de minrio por onde passaram osfuros 1, 2, 3, ... n. os teores encontrados nestes furos foram t1, t2, t3,... tn, e a espessura docorpo em cada furo foi medida dando os valores h1, h2, h3, ... hn,. Cada furo tem umadistncia horizontal de influncia que vai at a metade da distncia ao furo vizinho. Ficamassim, definidas as correspondentes reas de influncia S1, S2, S3,... Sn,. por este mtodo , oteor de um furo no interessa ao clculo relativo ao furo vizinho.

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1

2

S2

F1

F3

F4

F4

F5

F2

REA DEiNFLUCIA

FURO DESONDA

CORPOMINERALIZADO


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PLANTAFuros reas de

influencia(m)

Alturas ouespessurasdo minrio

(m)

Volumes(m3)

Teores(%)

Massa(t)

F-1 S1 h1 V1=S1h1 t1 V1 x d

F-2 S2 h2 V2=S2h2 t2 V2 x d

F-3 S3 h3 V3=S3h3 t3 V3 x d

. . . . . .. . . . . .

Fn Sn hn Vn=Snhn tn Vn x d

O teor mdio (% de ferro ) =

. tm = t1 x m1 + t2 x m2 + .... + tn x mnmt

A difuso do uso de computador na minerao tem feito com que este mtodo das figurasgeomtricas esteja sendo substitudo por outros mais precisos conforme veremos a seguir.

Mtodo Das Distncias Pesadas

A estatstica analisa e tira concluses sobre valores de variveis aleatrias. Dizemos queuma varivel aleatria quando seus diversos valores no interferem entre si. Como por

exemplo , num estudo da estatura dos alunos e uma sala de aula, a estatura varivel ealeatria.Imaginemos agora que vamos fazer um estudo sobre as estaturas de um grupo de irmos, esobre os teores de ferro de amostras situadas num raio de 500 metros dentro de mina daVale. Tanto a estatura de um irmo pode sofrer a influncia da estatura do outro, porquestes genticas, quanto os teores de ferro so influentes entre si. Portanto, dentro deuma pequena regio, os teores no so independentes e aleatrios, o que nos leva a dizerque a varivel teor regionalizada.

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4 7


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Para se determinar o teor tp de um furo P, num determinado nvel, adota-se uma distncia d.Todos os pontos contidos nessa rea de influncia sero considerados no clculo do teor tp .Atribui-se pesos aos teores dos pontos t1, t2, t3, tn, de forma que quanto maior for a distnciado furo ao ponto P, menor ser a sua influncia:

t1 1 t2 1 tn 1

d1 d2 dn

Tp =

1 1 1

d1 d2 dn

6 - CONCEITOS E FERRAMENTAS DA GEOESTATSTICA

Geoestatstica : possibilidade de calcular as distncias de influncia e avaliar os erros deestimao no clculo de uma reserva.

Variograma : Funo que relaciona o teor de um ponto com o teor das amostras vizinhas.

14

dn

d 1

d2

d1

t1

t2

tn

Prea deInfluncia

...

x x x

+


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Krigagem : o meio mais avanado de estimao, e se refere ao modo de ponderar asdiversas amostras disponveis atribuindo "pesos" maiores amostras mais prximas e"pesos" menores a amostras mais distantes.Histograma : Frequncia de ocorrncia de classes/ intervalos.

15

0.0

3.5

7.0

10.5

14

.0

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

Histogram

PART_1 (LITO=IM)

Percent

h

a

Variograma

(h)= 1 ( X - X )(i+h)1 22(n-h)n-h

i


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Parametrizao : Curvas que permitem quantificar a reserva geolgica/lavrvel emfuno do corte.

Enquanto a estatstica trabalha com variveis aleatrias, a geoestatstica o faz comvariveis regionalizadas. Alm disso, atravs geoestatstica, possvel calcular as distnciasde influncia e avaliar os erros de estimao no clculo de uma reserva.A funo que relaciona o teor de um ponto com teor de amostras vizinhas chama-sevariograma, fornecendo a distncia de influncia alm de outras informaes.Dentro da geoestatistica , um mtodo chamado krigagem o meio mais avanado deestimao, e se refere ao modo de ponderar as diversas amostras disponveis atribuindo"pesos" maiores amostras mais prximas e "pesos" menores a amostras mais distantes.

Neste caso a jazida precisa ser dividida em blocos imaginrios, chamados blocostecnolgicos, cujas caractersticas so determinadas a partir de pelo menos um dos mtodosde avaliao j citados. As dimenses dos blocos tecnolgicos variam de cerca de 10metros de altura e at cerca de 50 metros horizontalmente. Normalmente os blocos de lavraso do mesmo tamanho ou so sub-divises do bloco tecnolgico. Um bloco de 15 metrosde altura que se lavra a cu aberto, coincide com a altura da bancada, tendo porcomprimento e largura, 25 x 25 metros, possui o volume de 9.375 m 3.

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Curvas de Parametrizao da Mina

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

0 20000 40000 60000 80000 100000

Movimentao Total (kt)

Minrio(kt)

45,00

47,00

49,00

51,00

53,00

55,00

57,00

59,00

61,00

63,00

65,00

Metal

Teor


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7 - NOTAS DE UM CURSO RPIDO DE PLANEJAMENTOMINEIRO (Eng Antnio Carlos Girodo/ Antnio Claret A. Campos)

Projetar ou planejar significa antever o futuro e isto deve ser feito nos estudos de

minerao, com o grau de preciso necessrio. Aos estudos de avaliao de reservas e combase nestes, seguem os projetos de minerao a nvel bsico (conceitual) e detalhado. Paraminas a cu aberto (cavas convencionais), o interesse imediato se reporta definio docorte timo, atravs da parametrizao. A maioria dos procedimentos capazes de gerar acava final otimizada produz tambm o plano seqencial de lavra a curto, mdio e longoprazo.No se pode falar em Geoestatstica sem levar em conta os conceitos bsicos de Geologiae Pesquisa de Depsitos Minerais, bem como, sem contar com o apoio nos fundamentos deClculo e Estatstica. Estes ltimos costumam perturbar o estudante nefito nos problemasde Engenharia Mineral ou mesmo o engenheiro ou o gelogo, prticos, que no tiveram pormuitos anos oportunidade de usar Clculo ou Estatstica nos problemas do dia-a-dia.

Pelo termo Geoestatstica, entende-se as teorias matemticas das funes aleatrias eprocessos estocsticos devidamente adaptados, na virada dos anos 50/60, por G. Matherone seus colaboradores, modelao e avaliao de jazidas mineiras. O citado autordenominou este formalismo por Teoria das Variveis Regionalizadas, sendoGeoestatstica o nome popular ou comercial para a teoria em questo. O campo deaplicao da Geoestatstica extrapola os problemas de geologia e minerao, podendo serutilizada em disciplinas as mais diversas tais como: na Meteorologia, nas avaliaes deflorestas, na Batimetria, na Cartografia, etc. Gy (1978) utilizou-se dos variogramas(ferramental bsico da Geoestatstica) para estender sua Teoria da Amostragem deMateriais a Granel. Usa-se hoje o formalismo de Geoestatstica para caracterizao domeio-ambiente, para avaliar efeitos da poluio, etc.

Os fenmenos geolgicos geram jazidas de formas bastante organizadas. Todo mineirosabe que, com maior probabilidade encontra-se minrio rico perto de minrio rico e,alternativamente, minrio pobre perto de minrio pobre. Jazidas so organizadas segundodiversas estruturas que devem ser convenientemente mapeadas e cartografadas. puraperda de tempo encetar trabalhos detalhados de Geoestatstica com geologia mal conhecida.Costuma-se at dizer que em Geoestatstica, Geologia vem antes e Estatstica depois.Finalmente d-se nfase a ligao da avaliao geoestatstica com a Pesquisa Operacional

mineira. De posse da jazida avaliada a nvel local (bloco a bloco) estabelece-se a cavatima, os planos seqenciais de lavra (a longo, mdio e curto prazos) e adentrando-se nestesplanos com tcnicas de estacionarizao, obtm-se a diacrnica da produo comcaractersticas preestabelecidas.

A teoria geoestatstica ainda possibilita a soluo de inmeros e importantes problemasmineiros de carter prtico alm dos teores, proporcionamento de minrios em misturas nalavra, amostragem e controle da qualidade de materiais em correias transportadoras,homogeneizao de minrios em pilhas, etc.

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Jazidas Minerais, Estruturas E Organizao

As jazidas minerais, alvos de importantes projetos de minerao, so geradas por processosgeolgicos que refletem as transformaes que aconteceram ou que vem acontecendo, nacrosta terrestre, desde o pr-Cambriano mais antigo (4.5Ga quando se solidificaram asprimeiras rochas do planeta) at as mutaes atuais.

Costuma-se dividir os processos geradores de jazidas em processos endgenos(vulcanismo, metassomatismo, metamorfismo) ocorrentes no interior da crosta e exgenos(intemperismo, alteraes mineralgicas) que acontecem mais superfcie, prximos interface com o ar. As mineralizaes no ocorrem de maneira totalmente aleatria. Amaioria dos depsitos minerais, apresenta tambm um zoneamento mineralgico oumetalogentico, isto significando que os minerais ou os metais dispem-se em diferenteslocais da jazida.

Em se tratando de pases com clima tropical ou subtropical, o intemperismo provoca umaimensa reorganizao da mineralogia (primria) original do depsito.

Eventualmente, as intempries destroem jazidas primrias, liquidando minerais outransformando-os em minerais sem valor econmico.

Outras vezes, o intemperismo simplesmente altera mais ou menos a mineralogia, criandomineralizaes secundrias ao lado das primrias.

Os minrios de ferro do Quadriltero Ferrfero foram originalmente formados a partir detrs tipos bsicos de sedimentos, os mais ricos em ferro, aqueles que continham, alm doferro elevada proporo de slica e carbonatos. Estes sedimentos originais passaram pordiversos ciclos de metamorfismo, organizaram-se sob a forma de lentes e sofreram nosltimos tempos geolgicos a ao do intemperismo. Surgiram assim os atuais itabiritos,

eventualmente as hematitas (por eliminao de slica por meteorao), os itabiritos-anfiblicos (derivados dos carbonatos ferriginosos por intemperismo), etc.

A natureza dos depsitos minerais extremamente diversificada. Cada depsito tem umagnese nica e, portanto nico, devendo ser encarado como tal. Todavia os gelogos-geneticistas agrupam depsitos minerais, de vrias maneiras em funo das suassemelhanas e dessemelhanas das vrias caractersticas intrnsecas e dos processos que osgeraram.

Macios: constituem-se de corpos de considerveis extenses laterais e verticais, nos quais

as mineralizaes so distribudas de forma relativamente uniforme. Prfiros de cobre(disseminado) e domos de sal incluem-se neste tipo de depsito;

Camadas e Corpos Tabulares: trata-se de depsitos paralelos estratificao, geralmentecom ampla extenso lateral, porm com espessura limitada. Associa-se geralmente a rochassedimentares, sendo exemplos desta classe depsitos de carvo, fosforitos, as bauxitas ecaulins amaznicos (Trombetas, Jar), alguns evaporitos (v.g.potssio de Sergipe, etc).

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Veios Delgados e Espessos: correspondem a zonas mineralizadas tipicamente longas,sendo menos ou mais espessos. Geralmente considera-se o veio delgado quando suaespessura inferior a 3 metros e espesso, quando acima deste valor. Geralmente omergulho forte, o corpo mais ou menos amarrotado e o contacto com as encaixantes ora brusco ora gradual. Jazidas de ouro arqueanas ocorrem, maiormente sob a forma de

veios delgados. Sulfetos polimetlicos gerados em seqncia vulcanossedimentares noCanad (Kidd-Creek) e na Finlndia (Vuonos, Phyhasalmi) enquadram-se na classe deveios espessos.

Stockworks: muitas vezes a jazida corresponde a uma trama de veios delgados, dobradosem conjunto, ou interseccionando-se mutuamente. Este conjunto recebe o no destockwork e exemplos so a jazida de Bendigo (saddle reefs na Austrlia), o Amiantode Canabrava em Gois, etc.

Lentes, Bolses, Buchos, Charutos: compreendem corpos de minrio isolados ourepetitivos e eventualmente enriquecidos limitados lateral e verticalmente. Exemplos destesdepsitos so jazidas de chumbo, zinco, ou mesmo ferro, a reserva de cobre-ouro do

Salobo, na regio de Carajs (formada por um conjunto de lentes, retorcidas e justapostas),a jazida de esmeralda de Santa Terezinha de Gois (bolses e charutos), etc.

Colvios e Elvios: depsitos formados pela decomposio de rochas subjacentes v.g.fosfatos e bauxitas na regio de Minas Gerais, o ouro latertico no Grupo Cuiab-MT,certos depsitos de cassiterita como o de Potosi em Rondnia, etc.

Alvios: depsitos superfcie ou prximos a mesma usualmente pseudotabulares e deampla extenso areal, contendo partculas de minerais teis (ouro, platina, diamante,cassiterita) em detritos (areias, conglomerados).

Os diferentes tipos de depsitos minerais naturalmente so pesquisados, cartografados,modelados e avaliados de modos distintos. Por exemplo, corpos macios, disseminaesstockworks so mapeados e modelados tridimensionalmente, enquanto que corpos tabularese aluvies comportam modelos bidimensionais.

8 - MTODOS DE AVALIAO DE JAZIDAS

Existem, na prtica mineira, vrios procedimentos empregados para a avaliao de reservas,amplamente descritos em livros textos de Pesquisa Mineral ( v.g. Peten ( 1978)) quecostumam ser subdivididos em trs grupos:

1. Mtodos Clssicos;

2. Mtodos Estatsticos;

3. Mtodos Geoestatsticos.

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Os mtodos clssicos (tradicionais ou convencionais), so usados de longa data e baseiam-se em dois princpios ( Popoff, 1966):

1. Princpio das iguais reas de influncia: que postula a extenso do teor verificado emum ponto para toda uma rea ( distncia ou volume de influncia);

2. Princpio das variaes graduais: que postula a variao contnua ou gradual do teorentre dois pontos amostrais.

Estes princpios encaram a natureza de uma forma simplria, apresentando significativosdesvios da realidade observada. Na verdade, a natureza dos depsitos minerais apresentamaspectos nitidamente probabilistas, apenas levados em conta em procedimentos maisavanados. Em que pese tal deficincia, os mtodos clssicos serviram no passado e aindatem servido no presente para avaliar jazimentos minerais.

O princpio das iguais reas de influncia deu origem aos mtodos dos polgonos (noplano), prismas ( no espao) etc. O princpio das variaes graduais deu origem a mtodos

como o de anlise das superfcies de tendncia, ao IQD, etc.

Todos estes mtodos apresentam inmeros problemas de estimao, notadamente pela suanatureza apriorstica no satisfazer o comportamento real do jazimento mineral, o que podeproduzir resultados catastrficos. Por exemplo, o IQD apresenta uma incongrunciamatemtica quando uma mostra coincide com o corpo do bloco. Certamente, os depsitosminerais no seguem a lei newtoniana do inverso do quadrado das distncias. Estas e outrasincongruncias sero discutidas em classe.

Os mtodos denominados estatsticos surgiram, na dcada de 1950, independente, nosEstados Unidos, Unio Sovitico e frica do Sul. Interpretaram a natureza aleatria das

mineraes luz dos princpios elementares de Estatstica convencional. Tiveram um certoxito na modelao das jazidas de ouro do Witwatersrand na frica do Sul, pormestagnaram-se e hoje esto praticamente abandonados.

Os mtodos que prosperaram foram os geoestatsticos em virtude de inmeros pontos derelevncia, entre os quais:

1. O primeiroe talvez o mais importante o de levar em conta a estruturao dos teoresno depsito. Os modelos quantitativos no so apriorsticos e ajustam-se a realidade davariao dos teores no jazimento mineral;

2. O modelo no promove sub ou super-estimao das reservas ( o que pode ocorrer com

os mtodos clssicos) pois seus estimadores so formulados para se evitar errossistemticos;

3. Toma o melhor partido das informaes coletadas pois os estimadores geralmenteusados (v.g. krigagem) avaliam o domnio proposto, com varincia (erro) mnimo.Trata-se pois de um estimador.

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Inmeras outras vantagens, podem ser assinaladas como aquela da krigagem em contornaro efeito de redundncia das informaes, de garantir o balano do metal quando se unemblocos, de ser um interpolador exato, etc.

Modelamento Geolgico de Mina

Assim considerando define-se a reserva geolgica e o modelo geolgico da mina quecontem todas as informaes inerentes aos diversos tipos de minrio e estril, como teoresde todas a s variveis, litologia, etc. Esta base de dados inicialmente se apresenta em formade sees horizontais e verticais, na maioria das vezes coincidente com a altura dasbancadas, onde aparecem as informaes a partir da interpretao dos furos, trincheiras,poos, galerias, etc.Aps esta compilao inicial, estes dados so re-arranjados em um modelo de blocos, quese descreve como um paraleleppedo que envolve toda rea de interesse. No somente representado o minrio de interesse como tambm, todo estril que compe a encaixante do

minrio.Em princpio apesar de estar mensurada, a reserva geolgica seria aquela eu poderia serremovida em sua totalidade sem considerar os aspectos econmicos.

Por outro lado, sabemos que, considerado o aspecto econmico de um empreendimentomineiro, a lavra da totalidade da reserva geolgica dever conduzir a resultados nomaximizados. Exemplificando, no caso de uma minerao a cu aberto, um determinadobloco pode ser anti-econmico pelo custo de remoo do estril sobrejacente, conformeviremos adiante.Na prtica, a lavra de minas consiste em aproveitar os blocos de minrio acima do teoreconomicamente aproveitvel, sendo que este limite pode ser definido no modelo

geolgico, ou no momento da otimizao da cava, e descartar os inferiores a este. O teorque separa o minrio mais rico do mais pobre chamado de teor de corte.Ao se iniciar o planejamento da lavra propriamente dito, h que se fazer um levantamentode dados cuidadoso para se reunir a maior quantidade de informaes. Dados estes quepodem ser difceis de serem obtidos, ou no muito confiveis , o que poder gerar uma dosede risco no empreendimento.

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9- PASSOS PARA A MONTAGEM DE UM BANCO DE DADOSPRGM: Banco de Dados Entrada de Dados

(In put )

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PRGMIsovalo res

Furosselecionados>, S , CLAT

Arquivode sees

Arquivo comX, Y, ehistogram

a

ArquivoVariogramas

Arquivocom reas

Volume

Relatrio

Relatrio Plotter Relatrio

Y

X

Relatrio

Mapa

*Nome do furo*Coordenadas da boca do furo: X, Y, Z.*Comprimento dos testemunhos, inclinao dosegmento, azimute*Anlises qumicas(Fe,Au,Cu,Ag) Cd.Geol. DH01

Relatrio

Composio

dasamostras

Sorte

Merge

PRGMquegeram

PRGMEstatsticoY,histo ra

PRGMGeoestatstica

PRGMrea deInfluncia

* Nome dofuro*Coordenadasda boca* Comparao

dostestemunhos* Ponderaodas anlises ecdigoseol icos

. ....

Sada dedados (output )

Arquivos

Relatrios

PRGM

Mapas / desenhos


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10 - PARMETROS PARA SELEO DE SOFTWARE DEMINERAO

Lucro Benefcio livre de despesas que se obtm na explorao de uma atividade econmica.

Globalizao da EconomiaVrios recursos minerais quando comercializados visando a exportao encontram

margens de lucro maiores quando comparados ao mercado internoO mercado exige maior qualidade e preos menores.Produtividade, qualidade total ; eficincia ; eficcia .

O Papel da Informtica- Na organizao dos dados- Na agilidade de acesso aos dados- Para minimizar a propagao de erros

Vocabulrio da Informtica- Pedante:- Anglicismo: cria barreiras

Software Conjunto de programas / mtodos / procedimentos / regras e documentao relacionados

com funcionamento e manejo de um sistema de dados. Conjunto de programas feitos para realizar uma tarefa especfica.

Pontos fundamentais Bsicos- Clara definio do que se quer- Onde se quer chegar- Convocao de todas as partes envolvidas no sistema

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Resultadosdesejados

Pessoal (P)

Software (S)

Hardware ( O )


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Estabelecimento de Metas- Objetivos a longo, mdio e curto prazo- Anlise / Quantificao dos benefcios e custos associados- O Software tem que adaptar-se a jazida

- Preparao do banco de dados prprio:Para testes futuros

Levantamento de Informaes- Catlogos- Revistas- Publicaes / Seminrios / Congressos- Usurios

Seleo preliminar dos Softwares-

Desenvolvimento Vs compra de Software de terceiros Teste utilizando dados prprios / contato com usurios

Treinamento- Conhecer o software- Dominar o software

Suporte

Envolvimento do CPD

Requisitos para seleo de um software para clculo de reserva e planejamento dalavra

1- Banco de dados: Implantao / Exportao de arquivos in put ;- Facilidade para correo / adia de dados;- Composio de amostras ( por nvel ao longo do furo);- Sort / Merge ( classificar / misturar)- Nmero mximo admissvel ( furos; amostras; variveis)- Furos inclinados / verticais / subterrneos- Jazidas tabulares / macios / Files / Aluvies;

2- Disposies das informaes contidas no banco de dados- Mapa de localizao dos furos- Sees verticais ( com e sem histograma )- Mapa estrutural

3- Mdulo Estatstico- Distribuio normal / lognormal- Regresso / correlao

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4- Mdulo Geostatstico- Variografia (linear, 2D , 3D )- Modelos variogrficos (esfrico / logartimico)- Krigagem (quais os tipos)

5- Construo do modelo 3D5.1- Entrada de dadosa) Topografiab) Geologiac) Dados de sondagem ; (admite importaod) Carregamento de Dados (admite importao)

5.2- Interpolaoa) rea de influnciab) Krigagem

c) IQDd) Outros

5.3- Facilidade (exemplos)a) Softwaresb) wireframe

5.4- Flexibilidade do modelo 3Da) Camadas (tabulares)b) Blocos (macios)c) Files

d) Aluvies

5.5- Correo / adio de dados no modelo6- Disposio das informaes no modelo 3Da) Sees verticais / histogramas / diagonaisb) Mapas de contornos (isovalores)c) Mtodos de interpolao das curvas

7- Clculo de Reservasa) Por tipo de rocha

b) Por teor de cortec) Por polgonosPor horizontes

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11 - FASES DE UM PROJETO

Costuma-se dividir o planejamento em tres fases chamadas de Estudo Conceitual, EstudosPreliminares e Estudos de Viabilidade.

Estudo Conceitual

o primeiro estgio onde se apresentam as proposies de investimento, a partir das idiasiniciais. Utiliza-se nesta fase dados histricos de outras reas e projetos semelhantes,criando situaes comparativas. Nesta fase aceita-se erros da ordem de 30%, em termos deestimao de custos e de investimento.

Estudo Preliminar

Os estudos preliminares apresentam um nvel intermedirio de detalhamento, cujosresultados no so, ainda, adequados para uma deciso de investimento. Seu principalobjetivo determinar se o projeto conceitual justifica uma anlise mais detalhada atravs eum estudo de viabilidade.Esse estudo deve ser visto como o intermedirio entre um estudo conceitual de baixo custoe um estudo de viabilidade de alto custo.

Alguns desse estudos so realizados por duas ou trs pessoas da empresa com acesso aconsultores de vrios campos de conhecimento. Hustrolid (1989) lista e discute as

importantes sees que compe um relatrio intermedirio de avaliao.

1. Objetivo.2. Conceitos Tcnicos.3. Conhecimento inicial.4. Tonelagem e Teor.5. Programao de Lavra e Produo.6. Estimao de Custos de Investimento.7. Estimao de custos operacionais.8. Estimao de receita.9. Impostos e Aspectos Financeiros.

10. Cash Flow.

Estudo de Viabilidade

A prospeco e a avaliao de um depsito mineral culminam com a preparao de umestudo detalhado de viabilidade de lavra.

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Tal estudo considera os aspectos econmicos, legais, tecnolgicos, geolgicos, ambientais escio-politicos.O objetivo do estudo de Viabilidade recomendar ou no o projeto da mina.At o estgio de avaliao muito dinheiro foi gasto porm isso por si s no recomenda alavra, sendo necessrio que a lavra em si venha a dar lucro.

Um estudo de viabilidade um relatrio escrito que contm os seguintes itens:1. Introduo, resumo, definies2. Locao, clima, topografia, histria local, propriedade e condies de transporte3. Aspectos ambientais: condies atuais, padres, medidas de proteo, recuperao de

reas, estudos especiais.4. Aspectos geolgicos: origem, estrutura.5. Reservas minerais; procedimentos de avaliao, clculo de tonelagem e teor.6. Planejamento da Lavra, desenvolvimento.7. Beneficiamento, processos8. Instalaes de superfcies e9. Operaes auxiliares: energia, suprimento de gua, acessos, rea de disposio de

estril, barragem de rejeitos10. Quadro de pessoal11. Comercializao: oferta, demanda de preo, contratos de fornecimento12. Custo direto, indireto e total de desenvolvimento, lavra, beneficiamento e transporte13. Avaliao do depsito mineral, classificao14. Projeo do lucro: determinao da margem de lucro, por faixas de teores e preos.

As principais funes deste relatrio so: Prover atravs de uma estrutura compreensvel os fatos detalhados e comprovados

concernentes ao projeto mineral; Apresentar um esquema apropriado de lavra contendo desenhos, figuras ou fotos e lista

de equipamentos, com detalhamento de previso de custos e resultados Indicar aos proprietrios do projeto a lucratividade considerando os equipamentos que

operam dentro das especificaes

Custos de Planejamento

O custo desses estudos varia substancialmente de acordo com o porte, natureza do projeto,tipos de estudos e pesquisas e nmero de alternativas a serem investigadas.Desta forma, a ordem de grandeza em termos de estudos tcnicos, excluindo itens comosondagens, testes metalrgicos, estudos de impacto ambiental podem ser expressos(segundo Hustrolid) em termos do capital para o investimento total:

Estudo Conceitual= 0,1a 03% Estudo Preliminar = 0,2 a 08% Estudo de Viabilidade = 0,5 a 15%

Dados que necessitam preciso: Tonelagem e qualidade:

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Aceita-se erro de +/- 5%Fatos importantes a se considerar: Reserva mnima de minrio deve ser suficiente para suprir os anos de fluxo de caixa

que esto projetados no relatrio de viabilidade. Definio das reas de lavra, das utilidades e facilidades fora da rea mineralizada a

qual no dever ser invadida por nenhuma obra.

12 - MODELO ECONMICO DE BLOCOS COM AUXLIO DA INFORMTICA

Com a evoluo dos computadores e o crescente desenvolvimento de modelos matemticosempregados no planejamento e projeto de lavra, modelo de blocos tornou-se umaferramenta indispensvel para o engenheiro de minas. A diviso em blocos uma maneirade discretizar o domnio a ser estudado por meio de um modelo matemtico sendo otamanho do bloco a menor poro que o olho matemtico do modelo consegueenxergar.

A representao de corpos de minrio por meio de modelo de blocos ao invs darepresentao por sees e o armazenamento das informaes em computadores de altacapacidade de memria e velocidade de processamento tem oferecidos novas possibilidadesao planejamento de lavra. O uso de computadores possibilita a atualizao rpida dosplanos de lavra como tambm permite a abordagem de um grande nmero de parmetrospor meio da anlise da anlise de sensibilidade.O dimensionamento do bloco unitrio leva conta as caractersticas da mineralizao e aquantidade de informaes disponveis. O tamanho do bloco uma funo da quantidadede informaes disponveis para a estimao das variveis de interesse contidas no mesmo.De um modo geral pode-se afirmar que, para uma determinada quantidade de informaes (por exemplo, amostras de sondagem), quanto menor for o tamanho do bloco, maior ser o

erro na estimao do bloco e consequentemente, menor ser a confiabilidade do modelo.O modelo de blocos portanto a base para a grande maioria dos projetos de cavadesenvolvidos por computador ( modelos).Para definir todo o domnio necessrio determinar um bloco retangular, grande osuficiente para conter todo o volume do depsito mineral a ser estudado. Os blocos dodomnio podem ser de vrios tamanhos e formas.

FIGURADomnio total discretizado em blocos

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Fig. Bloco de lavra

A posio geomtrica de um bloco fixada em relao a um sistema coordenadoapropriado. A cada bloco so atribudas informaes relativas a geologia, geotecnia,produtos e custo. H diversos tipos de modelos de blocos, mas o mais comum o modelo

de blocos tridimensional. Neste caso, a altura do bloco coincidente com a altura do bancode lavra ou mltiplo inteiro dela. Este modelo comumente chamado de modelotecnolgico de blocos. A principal caracterstica a similaridade entre os blocos de ummesmo paraleleppedo, os quais possuem mesma dimenso e forma.Ao longo da lavra possvel a diviso dos blocos em massas menores, sendo denominadoeste procedimento de discretizao de blocos, embora este procedimento no aumente apreciso das informaes. A atribuio de valores a cada bloco pode ser feita por meio devrias tcnicas de interpolao, estando dentre elas:

Mtodo dos polgonos ou reas de influncia;Inverso do Quadrado da Distncia; e

Krigagem, utilizando a geoestatstica.

Para ser utilizado, este arquivo fica armazenado em computador, como tambm todas asinformaes relativas posio , dimenso, e as variveis de interesse.

Valor Econmico do Bloco

Toda otimizao de uma cava pretende maximizar o valor total da cava pelo maior perodopossvel, sendo este o maior desafio do planejamento: Encontrar uma coleo de blocos queforneam o valor mximo possvel, observando-se as restries impostas pelo projeto.Desta maneira o valor econmico de cada bloco de fundamental importncia no

planejamento de lavra. Cada bloco dentro do domnio pode ser caracterizado por:

a) Receita = R = Valor da poro recupervel e vendvel do bloco;b) Custos diretos = CD = custos que podem ser atribudos diretamente ao bloco(ex.: custos de perfurao, desmonte, carregamento e transporte)c) Custos indiretos = CI = custos totais que no podem ser alocados individualmente a

cada bloco. Tais custos dependentes do tempo (salrios, custos de pesquisa,manuteno)

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x

y

z


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Considerando-se estes parmetros de custo, o valor econmico do bloco (VEB) pode serdefinido como:VEB = R -CD

Na formula acima possvel notar que o lucro e o prejuizo no contemplado no valoreconmico do bloco. Para determinar o lucro ou prejuizo necessrio considerar tambmos custos indiretos. (CI).

Lucro ( ou prejuizo) = (VEB) - CI

Blocos de estril de uma mina sempre representam VEB negativo, pois o resultado dobloco no apresenta nenhuma receita. Blocos de minrio e blocos contendo minrio e estrilpodem apresentar VEB menor , igual ou maior do que zero, dependendo da quantidade,qualidade do material neles contido. Assim qualquer critrio que se escolha para aotimizao de cavas deve sempre considerar:

Mximo Z = (VEB)j

Para se alcanar este mximo h que se considerar as restries existente pela anlise deestabilidade dos taludes atravs da geotecnia, o mtodo de lavra indicado, restries fsicasatravs de reas de preservao permanente, aes de recuperao ambiental e interesse dacomunidade.

Mtodos considerados para a obteno da Cava Final

Vrios mtodos podem ser utilizados para a obteno da cava final, optando-se sempre por

aquele que represente maior rapidez e segurana na disponibilizao das informaes.De 1964 at os nossos dias, muitos foram aperfeioados considerando-se principalmente ouso da informtica e da geoestatstica, como tambm atravs do desenvolvimento dealgortmos e tcnicas de programao dinmica. Cada ao parte da disponibilidade deinformaes para cada mtodo.

Podemos citar alguns mtodos e o perodo em que foram desenvolvidos:

Mtodo Perodo AutorManual 1968 EriksonSimulao 1964 Axelson

1965 Pana1969 Fairfield &Leigh1979 Lee & Kim

Programao Linear 1966 Meyer Programao Dinmica 1965 Lerchs & Grossman

1971 Johnson & Sharp1987 Wright

Parametrizao 1976 Bongaron & Marechal

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13 MTODOS MANUAIS PARA DESENVOLVIMENTO DA CAVA

At a dcada de 60, as cavas a cu aberto eram traadas de forma puramente manual. Omtodo manual para obteno da cava final o tradicional para a rea de planejamento.

Esta prtica est baseada em tentativa e erros e possui como referncia o limite definidopara relao E/M. Seu bom resultado depende da habilidade e bom senso de quem executao planejamento.Para o desenvolvimento deste processo necessrio que se tenha levantamento da base dedados que d suporte ao trabalho., abaixo relacionados:a) Sees Horizontais e verticais mostrando os contatos entre o minrio e o estril e a

distribuio dos teores;b) Mapa topogrfico atualizado da rea a ser desenvolvida a cava;c) Definio dos ngulos para os vrios setores da cava;d) Definio dos equipamentos a serem utilizados na lavra;e) Curvas de parametrizao mostrando a variao do teor em relao a tonelagem para

cada alternativa de cava estudada;Normalmente o mtodo manual se utiliza de tres tipos de sees para construo da cava ea anlise dos resultados.

Cada seo dever estar representando a superfcie topogrfica , a geologia, controleestrutural e a indicao dos nveis. A relao estril minrio usada para traar os limitesda cava em cada seo. Os limites so definidos em funo da relao e dos ngulosgeotcnicos.Aps isto avaliado se a quantidade do bem mineral apresenta uma receita positiva, demodo que cubra as despesas com a remoo do estril . Aps isto verifica-se se a relaoE/M est compatvel com a relao econmica. Caso se apresente menor possvelexpandir a cava ou o contrrio, deve ser fechada.Este processo contnuo at que se atinja o limite final onde a relao econmica sejaobtida.De qualquer forma pretende-se o lucro mximo, que no necessariamente aquele quemaximiza a quantidade de minrio ou o lucro percentual, mas sim o volume mximo dolucro.

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Radial

Longitudinal

Seo Transversal

Limiteda Cava


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14 - DESENVOLVIMENTO DA CAVA COM A UTILIZAO DE MTODOSCOMPUTACIONAIS

Todas as informaes necessrias e condicionantes ao desenvolvimento da cava devem seradicionadas ao modelo de blocos, tais como:

A) Distribuio de teores por variveis para todo o depsito atravs de avaliaes ekrigagem;

B) Funo Benefcio contemplando todos os custos inerentes a cada bloco;C) Caractersticas das rochas obtidas na avaliao geotcnica;D) Recuperao Metalrgica;E) Preo de Venda.

Com a utilizao do computador possvel examinar vrias opes e escolher entre osmelhores resultados.

O estabelecimento de cavas pelo mtodo automatizado surgiu em 1965 com um trabalho doLersc Grosman baseado ento na teoria de Grafus ( algoritmo de otimizao exato).

Outro mtodos so usados como os dos cones flutuantes que permitem a abertura e traadoda cava mas no levam em conta o mximo absoluto.

15 -PROCEDIMENTOS BSICOS PARA PLANEJAMENTO DE LAVRA

DesmatamentoAs reas destinadas lavra devem ser desmatadas conforme as necessidades de

desenvolvimento da lavra, abertura de acessos e disposio de estril. Deve precedera todas estas aes, porm de forma racionalizada e em consonncia com o orgo

ambiental responsvel .

Sistema de Acessos

O planejamento do sistema de acessos est vinculado s necessidades de desenvolvimentode frentes de lavra, de remoo dos estreis, conciliando a otimizao com aracionalidade. O desenvolvimento da lavra e e o acesso s pilhas de estril dependedo sistema de acesso mina. De tal forma que o conjunto de rampas ao longo dalavra deve ser estrategicamente definido para que possa dar rendimento, segurana efuncionalidade. A malha viria deve ser de tal forma dimensionada a atender asnecessidades, procurando no se abrir rampas sem necessidades para evitar aumento

de poeira, rudos, consumo de guas para irrigao e processos erosivos.

Sistema de Drenagem

Atravs dos planos de longo prazo so definidos o plano de drenagem das minas, comoobjetivo de racionalizar a seqncia de lavra sem prejudicar a sua operao. Cabe aosistema de drenagem prover de condies favorveis reteno de finos dentro da mina,buscando evitar assoreamento de barragens e possveis transtornos comunidade.

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Na fase do planejamento e ao longo da lavra deve-se manter o controle do nvel dedrenagem das bancadas para que se favorea ao aspecto operacional e econmico,reduzindo os processos erosivos causados pelas guas de chuva e conseqente carreamentode finos para reas externas lavra. Os sumps devem ser utilizados para coletar as guassuperficiais, para posteriormente serem bombeadas para fora ou reutilizadas nos processos

da usina.

Planejamento de Diques de Conteno de Finos

De posse do planejamento da lavra a longo prazo, deve-se levantar atravs da localizao edo traado da cava, do sistema de drenagem os pontos que devero ser dotados de sistemade conteno de finos.

Planejamento de Pilha de Estril

da responsabilidade do planejamento de longo prazo dentro das diretrizes estratgicas dosplanos de lavra, elaborar os projetos detalhados das pilhas de disposio de estril, bemcomo o sequenciamento.A partir dos dados e premissas bsicas do longo prazo, levanta-se os quantitativosreferentes ao projeto final de lavra e do seqencial. Estima-se ento os volumes e tipos deestril a serem empilhados, como tambm se determina empolamento de cada material.,para ajuste da configurao projetada da pilha. O estril temporrio (minrio marginal)deve ficar preferencialmente prximo da usina de beneficiamento para em caso deretomada reduzir a distncia de transporte.Aps estes procedimentos projeta-se pilhas que possuam capacidade para atender snecessidades levantadas, contemplando as drenagens e acessos. Define-se uma trajetriaque resulte em menor distncia de transporte, entre o ponto de origem e destino do estril.

Os dados bsicos informados pelo longo prazo so localizao, incio de operao ,dimenses, caractersticas geomtricas, mtodos de transporte.H algumas condies especficas, ou seja dispor o estril dentro da cava ou o maisprximo possvel, preferencialmente em reas j degradadas.

DEFINIES

Talude: a conformao do terreno definida entre o p e a crista de uma bancada de lavraou disposio de estril.

P de Banco: Interseo da face de desmonte com as bermas inferiores.

Crista de Banco: Interseo da face de desmonte com bermas superiores.

ngulo de Face do Taludes: a inclinao apresentada individualmente por uma bancada,formada pela interseo entre o plano da berma e o alinhamento entre o p e a crista.

ngulo Geral dos Taludes: o ngulo formado pelo alinhamento que passa pelo p doconjunto de bancos e plano horizontal do fundo da cava ou pilha de estril.

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Estril : Todo material descartado da lavra, em carter temporrio ou no.

ngulo Mdio Aparente: o ngulo formado pelo alinhamento no perpendicular de umconjunto de bancos e o plano horizontal do fundo da cava.

Estril Temporrio: Estrutura formada pelo lanamento do estril ou minrio marginal,destinada aproveitamento futuro.

Bermas: Praas horizontais formadas entre os taludes com objetivo de promover asoperaes de lavra.

Berma final ou de segurana: Praa mnima deixada aps a lavra ou disposio de estril.

Pit Conformao final da rea mxima de lavra

Rampa Acesso Inclinado entre dois bancos sucessivos

Estrada de Acesso conjunto de rampas intercaladas por trechos planos ou no.

16 - MTODOS DE LAVRA A CU ABERTO

Os mtodos podem ser classificados como Lavra em tiras, Open Pit mine, Lavra depedreiras. Em todos os 3 mtodos a lavra e solicitaes ambientais so realizadascontemporaneamente ou intercaladas.

Open pit mining.

aplicado a reas com extenso capeamento e aplicado a camadas horizontais prximas superfcie. Tipicamente o estril removido e transportado formando uma pilha de estriladjacente. Algumas vezes o estril depositado nos bancos explorados para a recuperaoda rea. Esse mtodo utilizado para depsitos minerais metlicos e carvo.

Lavra em tiras ( Open Cast- Open strip )

Mtodo praticado em larga escala de produo , baixo custo e alta produtividade. Algunsminrios lavrados por este mtodo : carvo, fosfato, xisto betuminoso.

O estril removido com grandes draglines, shovels ou BWEs machines. Essas mquinas

escavam o depsito em operao continua. A operao pode ser complementada com o usode explosivos. A rea minerada avana em srie paralela, e as valas, escavadas so emaltura compatvel ao equipamento e o comprimento dos bancos pode exceder a 1 km. Omaterial removido para outra rea sobre a parte alta do banco formando uma trincheiraprofunda. A largura desta abertura pode ser entre 23 e 46 metros e a altura da crista podechegar a 61 metros.

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Lavra de Pedreiras

Termo empregado para lavra em rochas onde a produo atravs de blocos ou existe umagranulometria decorrente do desmonte, dita produo de granulados. Este mtodo aplicado nas lavras de calcrios, granitos, gnaisses, mrmores. Os produtos podem sersubstancialmente diferentes, exigindo basicamente dois tipos de operaes.

O primeiro se destina produo de granulados, britas em geral, onde o macio exploradoatravs de uma tcnica com explosivos, produzindo material granular. O outro se destina arochas ornamentais onde o produto so blocos de dimenses maiores que 1 m3

17 - CONSIDERAES GERAIS EM RELAO GEOMETRIA

As bancadas podem ser consideradas como as unidades fundamentais de extrao nasoperaes de lavra a cu aberto.

Deve-se salientar a existncia de diferentes tipos de bancadas. Por exemplo, pode-se citaras bancadas que tm como funo aparar os materiais que, por ventura, rolarem debancadas superiores, as bancadas ou bermas de segurana ou 'cacth benchs"e as bancadasde trabalho, ou praas, onde ocorre efetivamente o processo de lavra.

Diversos fatores influenciam as dimenses dos elementos apresentados acima. Algunsaspectos importantes na determinao da geometria das bancadas podem ser enumerados:

1. Caractersticas do depsito: Volume, teor e distribuio etc.

2. Escala de produo: Toneladas de minrio e estril produzidas.

3. Seletividade na lavra e necessidade de blendagem.

4. Equipamentos utilizados nas operaes de lavra: Funo bsica da escala de produo.

5. Consideraes sobre estabilidade dos taludes

6. Relao estril/minrio.

7.Custos operacionais vs. custos de investimento.

ngulo de Face da Bancada:

Os ngulos das bancadas so mantidos, geralmente, com a maior inclinao possvel. Oslimites aqui so relacionados, basicamente, as condies de estabilidade. Em rochascompetentes valores entre 55o e 80oso tipicamente encontrados. importante ressaltar queos ngulos das bancadas e a largura da berma tem influncia sobre o ngulo geral dostaludes ao final da cava.

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Altura de Bancada:

A altura da bancada determinada, normalmente, em funo da altura mxima deescavao do equipamento utilizado na operao de carregamento. E importante observar apossibilidade de escavao de taludes negativos quando utilizada esta altura mxima deescavao (i.e. escavadeiras "shovels" e hidrulicas). Esta situao poderia representarriscos para a prpria operao de carregamento ou para as operaes subseqentes. Valoresde altura de bancada variam de cinco metros, para pequenos depsitos de ouro, porexemplo, at aproximadamente dezoito metros, em grandes operaes de lavra.

Com os avanos tecnolgicos dos equipamentos, a perfurao, hoje, praticamente, noimpe limites a altura da bancada. O que necessariamente deveria ser investigado atalguns anos atrs.

Largura de Bancada

Alm das bancadas ou bermas de segurana comum, nas operaes de lavra de grandeporte, a utilizao de leiras de proteo nestas bancadas. Estas leiras so formadas porpilhas de material fragmentado e depositado junto crista destas bermas.

Call, a partir de estudos de Ritchie, fornece algumas recomendaes para a determinao dageometria destas bancadas.

Geometria de Bermas de Segurana (metros)

Altura da Bancada rea de Impacto Altura das Leras Largura dasLeras

Largura Bancada

15 3,5 1,5 4 7,5

30 4,5 2 5,5 10

45 5 3 8 13

Outra considerao de segurana a ser feita com relao a altura das leiras que ela deverser pelo menos igual ao raio dos pneus dos equipamentos que trafegam nestas bancadas.

Em locais de trfego duplo, nas vias de acesso, por exemplo, comum observar a presenade leiras na parte central das pistas. Neste caso a largura do acesso deve ser dimensionadacomo funo do equipamento de maior largura que utilize este acesso. Observando-se arecomendao da AASHO que aconselha largura adicional de segurana igual metade dalargura do equipamento, tanto a direita quanto a esquerda da pista, e adicionado-se ainda a

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largura da leira de proteo na crista da bancada e uma determinada distncia para a vala dedrenagem, uma primeira estimativa da largura total pode ser obtida atravs da formulaoexpedita:

Largura = 4 X Largura dos caminhes

Uma comparao entre diferentes bancadas mostra que a utilizao de larguras maioresacarretaria como aspectos negativos: Menor seletividade Menor diluio Menor flexibilidade

e como aspectos positivos:

Menores tempos de manobra

Melhores possibilidades de superviso

Maior eficincia, produtividade e razo de produo.

ngulo de Talude

Diversos ngulos de taludes podem ser observados em uma operao de lavra a cu aberto,como por exemplo o prprio ngulo da face das bancadas. Portanto importante que sedetermine a direo ou plano do talude de maneira inequvoca. Define-se aqui como adireo do talude uma linha que liga o p e crista das bancadas de referncia, e suainclinao como o menor ngulo entre esta direo e um plano horizontal.

Durante o processo de lavra, rampas de acesso ou bancadas em lavra (praas) podero estarpresentes na situao mostrada anteriormente. A introduo desta modificao na condioacima traz algumas alteraes no valor do ngulo do talude geral.De maneira geral aformulao para determinar o ngulo geral da cava poderia ser ento escrito da seguinteforma:

ngulo Geral (arctg) : ___________

18 RELAES ESTERIL/MINERIO (ASPECTOS GEOMETRICOS)

A geometria do desenvolvimento da cava final pode variar em funo das litologias,estrutura da mineralizao e estudos geotcnicos . A relao estril minrio vai serinfluenciada diretamente pela definio da geometria e conduzir a modificaes noaprofundamento da cava, tendo em vista as metas e resultados que se pretendem obter.

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Altura total

ProjeoHorizontal

Proj. Horizontal

Altura total


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Por vezes, necessrio definir previamente um projeto para se esclarecer a rea que se devedetalhar atravs de estudos geotcnicos. Aps isto deve-se novamente otimizar um novoprojeto que poder conduzir a novos resultados em relao cota do fundo e suaconformao final.

19 - RELAES ESTRIL/MINRIO (ASPECTOS ECONMICOS)O parmetro relao estril/ minrio (e/m) amplamente usado no ramo da mineraorepresenta o montante de material desprovido de valor econmico (estril) que dever serremovido, para liberar uma unidade de minrio. A relao total definida como -R= (volume de estril removido a uma profundidade d)/ (volume de minrio recoberto auma profundidade d)

A relao no tem unidade e mais comumente calculada como a relao ton/ton e emalguns casos com m3/ton, caso a remoo de estril seja para a terceiros. Em certos tipos deminrio, ou pela forma de contratao, essa relao pode ser expressa em metros

cbicos/ton.Esse um mtodo simples de anlise para obter os limites da cava tima utilizando orelao e/m. Primeiramente o ngulo da cava determinado geotecnicamente, de forma realou aparente, tendo-se considerao a relao e/m . Essa relao determina o rendimentodos blocos de lavra , podendo estarem combinados ou no, o estril e minrio. Os fatorespara a determinao dos custos, podem incluir custos como profundidade da cava evariaes das operaes de decapeamento do estril.Em uma anlise mais complexa todo o corpo mineral lavrado com a avaliao destarelao, em funo do tempo. Para produo de cada perodo so determinados os custos,rendimentos e o fluxo de caixa gerado. Os retornos para cada ano so descontados pararefletir um perodo do valor do dinheiro em um tempo determinado, dependendo das

diretrizes da empresa. O resultado considerado como o valor da mina ou da produo. Oprocesso de lavrar continuamente at um perodo em que no aumente esse valor, e destaforma a geometria da cava tima final determinada. Com a flutuao dos preos devendas , aumento do custo de lavra, e a introduo de tcnicas de mina mais sofisticadas, oplanejamento geral da mina e a relao total e/m poder mudar assim como a vida til damina. Por essa razo necessrio uma reavaliao peridica do projeto longo prazo emintervalos regulares.Tendo sido determinado a cava final tima e a relao e/m total , o planejamento de minapode ser executado . Apresenta-se abaixo trs formas econmicas bsicas aplicando arelao e/m.

1. Mtodo de retirada descendente do "decapeamento" total.

Esse mtodo requer que cada banco de minrio seja minerado em seqncia e que todo oestril em particular desse banco seja removido at os limites da cava tima.As vantagens desse mtodo so criar espao suficiente para os trabalhos, o acesso aominrio feito pelo banco subseqente, todo o equipamento esta no mesmo nvel. bastante utilizado na lavra com auxilio de correias em bancadas

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Desta forma reduz-se diluio do minrio nos bancos permitindo uma lavra mais seletiva. Oposicionamento dos equipamentos mais estvel.A desvantagem primria desse mtodo que os custos so antecipados nos anos iniciais,praticando-se alta relao E/M, quando benefcios so necessrios para o pagamento doinvestimento ou retorno de capital.

2. Mtodo da diminuio da relao E/M

Nesse mtodo a remoo do estril somente praticada em funo da necessidade deliberar o prximo minrio a ser lavrado. O trabalho nos taludes de estril podero sermantidos como os taludes conforme os taludes gerais da cava final, ou podero ser maissuaves. Usualmente pode-se inserir os chamados pushbacks para se evitarconstrangimento na cava, por exemplo dificuldades de desenvolvimento provocado pelaexistncia de 10 a 20 bancos a serem retomados. Esse mtodo permite um mximo debenefcios nos primeiros anos reduzindo o risco de investimento em decapeamentoantecipado do estril. A desvantagem deste mtodo quando no se insere pushback, aoperao da mina dificultada por grande numero de frentes de lavra, em praas de

produo estreitas .

3. Mtodo de relao E/M constante

Esse mtodo tenta remover o estril a uma razo aproximada da relao global E/M. Ostrabalhos de remoo de estril e se aprofundam com a evoluo da lavra ate que a mesmaatinja a configurao de cava final. Esse mtodo tem vantagens e desvantagensconcomitantes, pois convive-se com o compromisso remover o estril sem folgas,mantendo-se a mdia controlvel, possibilitando o dimensionamento sem surpresas.Alguma vezes neste mtodo pode-se conviver com a dificuldade de se liberar o minrio

com a qualidade ideal. Os equipamentos so de mesmo porte e os trabalhos necessrios ato final da vida da mina so relativamente constantes.

Na pratica atual o melhor mtodo aplicado a um grande corpo de minrio aquele queconsegue uma relao e/m baixa inicial no inicio e na direo da exausto da cava.

Vantagens sumarizadas :

Bom retorno e lucro no nicio do projeto Os trabalhos e equipamentos dimensionados podem ser aumentados para o mximo da

capacidade de trabalho em um perodo aberto de tempo (sem restries).

Os trabalhos equipamentos so solicitados com um decrescimento gradual de serviosna direo do final de projeto.

reas distintas para lavrar e decapear podem ser operadas simultaneamente, permitindoflexibilidade de planejamento.

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20 - CONCLUSES

A formao de conceitos de extrema importncia para os profissionais que esto seiniciando na rea de projetos e para aqueles que desejam rever os mtodos utilizados.Para se beneficiar das tcnicas e softwares existentes necessrio antes de tudo passar portodas as etapas de apreenso do conhecimento intrnseco relativo arte de minerar.

REFERNCIA BIBLIOGRFICAS:

Grossi-Sad,, Joo Henrique, Valente, Jorge Consideraes sobre sistemas de classificaode Recursos e Reservas

IBRAM Instituto Brasileiro de Minerao - Curso de Planejamento de Lavra a Cu abertoVolumes I, II e III

Girodo, Antnio Carlos, Campos, Antnio Claret , Curso Rpido de Planejamento Mineiro

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Planejamento de Lavra Apostilha_Mina