RELAÇÃO ENTRE ASPECTOS

GEOMÉTRICOS DO MÉTODO DE

LAVRA POR TIRAS E A

PRODUTIVIDADE DAS OPERAÇÕES

DE DECAPEAMENTO

Edmo da Cunha Rodovalho

Instituto de Ciência e Tecnologia

Universidade Federal de Alfenas – Campus Poços de Caldas

Giorgio de Tomi

Departamento de Engenharia de Minas e de Petróleo

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Introdução

Metodologia

Simulações◦ Metodologia original

◦ Simulação do decapeamento com tratores de esteiras (1º pacote)

◦ Simulação do decapeamento com escavadeiras hidráulicas (2º pacote)

Testes de desempenho◦ Desempenho do decapeamento utilizando os novos parâmetros

indicados pela simulação.

Discussão dos resultados◦ Segurança

◦ Produtividade

Conclusão

Referências Bibliográficas

Características básicas do depósito

◦ Seção típica (Geologia)

Operações unitárias

◦ Preparação para o decapeamento

◦ Decapeamento

◦ Lavra

Características básicas do depósito

◦ Seção típica (Geologia)

Operações unitárias

Fig. 1: Operações unitárias de lavra por tiras. Fonte: MBP

Área de lavra

Fig. 2: Foto aérea da área de lavra. Fonte: MBP

Simulação em ambiente computacional◦ Geometria e sequência de atividades

◦ Princípios dos ganhos de produtividade: redução na distância de transporte

◦ Possíveis ameaças (operações de transporte)

Fig. 3: Configuração geométrica utilizado na simulação dos resultados de painéis de lavra com 25 metros e largura. (Fonte: DozSim®)

Simulação em ambiente computacional◦ Verificação das especificações dos equipamentos empregados nas

operações de transporte

◦ Transporte: Manobra dos caminhões P420 na faixa de 20 metros.

◦ Raio de curvatura menor que largura da pista.

Fig. 4: Manual de equipamentos SCANIA. (Fonte: Scania)

- Raio de curvatura de 9,69m.

- Largura mínima de acesso 19,4m

- Acesso com 20 m (OK!)

Simulação em ambiente computacional

◦ Utilização de softwares específicos: CATERPILLAR® DozSim®

◦ Dados gerados: volume de material removido, número de horas necessárias, produtividade horária e estimativas de custos operacionais

◦ Input : custo horário, capacidade da lâmina, modelo do trator, características geométricas, padrões do ciclo de trabalho, visibilidade e o principalmente a distância de transporte.

Simulação em ambiente computacional

Fig. 5: Interface do software de simulação / dimensionamento de frota. (Fonte: DozSim®)

Simulação em ambiente computacional

◦ Resultados da simulação

Fig. 6: Resultado da simulação da produtividade no decapeamento variando a largura dos painéis e espessura de estéril. (Fonte: DozSim®)

Simulação em ambiente computacional

◦ Sequencia de atividades do decapeamento: Tratores de esteira

Fig. 7: Decapeamento com tratores de esteiras. (Fonte: Sketch-up PRO 2014®)

Simulação em ambiente computacional

◦ Sequencia de atividades do decapeamento: Tratores de esteira

Fig. 8: Decapeamento com tratores de esteiras II. (Fonte: Sketch-up PRO 2014®)

Simulação em ambiente computacional

◦ Sequencia de atividades do decapeamento: Tratores de esteira

Fig. 9: Decapeamento com tratores de esteiras III. (Fonte: Sketch-up PRO 2014®)

Simulação em ambiente computacional

◦ Sequencia de atividades do decapeamento: Tratores de esteira

Fig. 10: Decapeamento com tratores de esteiras IV. (Fonte: Sketch-up PRO 2014®)

Simulação em ambiente computacional

◦ Sequencia de atividades do decapeamento: Escavadeiras

◦ Etapa 1: Corte de 3,5 m de largura / formando uma leira de proteção.

Fig. 11: Decapeamento com escavadeiras hidráulicas I. (Fonte: Sketch-up PRO 2014®)

Simulação em ambiente computacional

◦ Sequencia de atividades do decapeamento: Escavadeiras

◦ Etapa 2: Corte de 8,5 m, lançando diretamente no depósito.

Fig. 12: Decapeamento com escavadeiras hidráulicas II. (Fonte: Sketch-up PRO 2014®)

Simulação em ambiente computacional

◦ Sequencia de atividades do decapeamento: Escavadeiras

◦ Etapa 3: Finalização do corte de 8,5 m e posicionamento para inicio do corte do último pacote de 8 m

Fig. 13: Decapeamento com escavadeiras hidráulicas III. (Fonte: Sketch-up PRO 2014®)

Simulação em ambiente computacional

◦ Sequencia de atividades do decapeamento: Escavadeiras

◦ Etapa 4: Corte do último pacote de 8m e lançamento do material diretamente no depósito

Fig. 14: Decapeamento com escavadeiras hidráulicas IV. (Fonte: Sketch-up PRO 2014®)

Decapeamento com tratores de esteiras o Validação dos resultados da simulação computacional

◦ Área de teste: controle de topografia e horas efetivas

Fig. 14: Testes de campo – decapeamento com tratores de esteiras. (Fonte: MBP)

Decapeamento com tratores de esteiras◦ Validação dos resultados da simulação computacional

◦ Área de teste: controle de topografia e horas efetivas

Fig. 15: Testes de campo – decapeamento com tratores de esteiras II. (Fonte: MBP)

Decapeamento com escavadeiras hidráulicas

◦ Validação dos resultados da simulação computacional

◦ Área de teste: controle de topografia, consumo de combustíveis e horas efetivas

Fig. 16: Testes de campo – decapeamento com escavadeiras hidráulicas. (Fonte: MBP)

Decapeamento com escavadeiras hidráulicas

◦ Validação dos resultados da simulação computacional

◦ Área de teste: controle de topografia, consumo de combustíveis e horas efetivas

Fig. 17: Testes de campo – decapeamento com escavadeiras hidráulicas II. (Fonte: MBP)

Resultado dos testes de campo

◦ Tabela 2: Produtividade e consumo horário das operações de decapeamento e exposição de bauxita com faixas de 20 m de largura

(Fonte: MBP)

Análise comparativa de desempenho entre as larguras de 20 e 25 metros

◦ Tabela 3: Resultado dos testes para larguras de faixas de 20 e 25 metros.

(Fonte: MBP)

Ganho de

produtividade!

Causas do aumento de produtividade

◦ Redução das distância de transporte de material por parte dos tratores de esteira observando os limites de largura de faixas para manter a performance e segurança das operações de carga e transporte

Fig. 18: Carga e transporte de bauxita (Fonte: MBP)

Causas do aumento de produtividade

◦ Eliminação do remanuseio de material por parte das escavadeiras e/ou com auxílio de tratores de esteiras

Fig. 19: Retrabalho nas operações de decapeamento (Fonte: MBP)

Vantagens da simulação:◦ Estudos de problemas operacionais de forma antecipada

◦ Otimização de recursos

◦ Processo decisório objetivo e ágil

Reprodução das condições simuladas em escala industrial◦ Validação dos dados simulados

Resultados positivos◦ Com a utilização de faixas com 20m de largura houve aumento

de 17% e 14% na produtividade do decapeamento com tratores e escavadeiras, respectivamente.

◦ Segurança e meio-ambiente (sem restrições)

Trabalhos futuros◦ Análise de consumo e desempenho para tratores com lâminas de

diferentes capacidades

BRITTON, S. G; HARTMAN, H. L.(1996) SME mining engineering handbook,

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