Lavra subterrânea: O que é, quais são os métodos e sua regulamentação

Você já ouviu falar da maior mina subterrânea do mundo?

A mina El Teniente destaca-se entre as maiores minas existentes que utilizam a lavra subterrânea. Ela está localizada em Machali no Chile, mais especificamente na Cordilheira dos Andes, e se encontra a 3.000 metros acima do nível do mar.

Como se ainda fosse pouco, a mina El Teniente ainda é responsável pela maior produção de cobre no país, tornando o Chile, o maior produtor de cobre do mundo (34% da produção mundial).

Quem coordena a produção da El Teniente é uma estatal mineira chamada Codelco, que vem elaborando e executando projetos de extensão da mina. Assim, após a conclusão de todo o trabalho de expansão, El Teniente terá dois milhões de quilômetros quadrados e suas reservas de cobre passarão a ser de 2.020 milhões de toneladas.


Mas já que estamos falando sobre uma mina subterrânea, que tal saber mais um pouco sobre o tipo de lavra que ela envolve e seus métodos?

O que é a Lavra subterrânea?

O método de lavra subterrânea refere-se à extração de minérios que são encontrados em depósitos mais profundos, em rochas duras ou brandas bem consolidadas. Nesse método, o minério deve ser delimitado via sondas por meio dos serviços de topografia.

E aí vai uma curiosidade para você: muitas minas antigas que eram subterrâneas passaram a ser de céu aberto porque não tinham equipamentos de grande porte e alta produção para a retirada das coberturas de estéril.

Mas, além disso, é importante que você saiba que na lavra subterrânea o corpo mineralizado precisa ser muito bem delimitado, as suas características precisam ser bem definidas por sondagens e galerias e o acesso é normalmente feito por túnel, rampa ou poço.

O transporte até a superfície pode ser feito por gaiolas ou por skips. Desde a profundidade de 600m podem ser utilizados caminhões, mas minas de pequena profundidade como as de carvão de Santa Catarina utilizam correias, que é mais econômico.

Além disso, a maioria dos equipamentos específicos utilizados nas operações subterrâneas são importados e a ventilação nas pequenas minas é natural, mas para a maioria delas são necessárias ventiladores e exaustores de grande potência.

Mineração subterrânea.
Mineraçåo Caraíba é um exemplo de mina que opera no modo subterrâneo. Foto: Reprodução (Image © ERO Copper 2017).

Se você quiser saber mais sobre a ventilação em minas subterrâneas, eu te indico ler o nosso artigo: Ventilação em Mina Subterrânea: como é feita e quais os tipos.

Mas fique atento: para que uma mina seja iniciada,  ela necessita de trabalhos preliminares mais prolongados chamado desenvolvimento, como abertura dos acessos, galerias subterrâneas, poços de ventilação, instalação de rede de utilidades etc. Estes serviços demandam dois a três anos para serem realizados.

Curiosidade sobre a Mina Subterrânea

A maior mina subterrânea do mundo que produz 82000 t/dia, encontra-se no Chile em El Teniente, que é lavrada com teores da ordem de 0,6- 0,7% Cu. A segunda maior mina do mundo é a de Kiruna, de ferro (60.000 t/dia), na Suécia que é a líder na aplicação de tecnologias de automação modernas em subsolo, e serve como campo de testes para uma das mais renomadas empresas fabricantes de equipamentos para subsolo.

Métodos Utilizados

Agora que você sabe o que é a Lavra Subterrânea, que tal conhecer quais são os métodos que esse tipo de lavra possui?

A lavra subterrânea possui métodos que são divididos em 3 grupos de acordo com a forma de abertura de poços, túneis e galerias nas rochas encaixantes:

Métodos com realces autoportantes

Para esses tipos de métodos, costumam exigir, para a sua aplicação, elevada continuidade e homogeneidade da qualidade do minério. Em geral são métodos de alta produtividade que são empregados na lavra de minérios de menor valor unitário, pois a recuperação é bastante comprometida pelo abandono dos pilares. Confira quais são os métodos:

Câmaras e Pilares:

o transporte pode ser feito a partir dos próprios realces, por shutle cars descarregando em correias transportadoras ou por vias de transporte abertas na lapa para este fim através de caminhões ou trens que podem receber o material desmontado.

Método dos Subníveis:

esse método permite grande variação em sua aplicação, razão da sua ampla utilização no Brasil. Uma variante bastante popular é a conhecida como a do método dos subníveis com furos longos, LHOS (long hole open stope), onde são usados furos de diâmetro largo, 115mm ou 150mm, em geral descendentes e se tem entre dois e três sub-níveis (um no piso e os demais no topo). O método é empregado no Brasil em vários locais como por exemplo na Bahia e em Minas Gerais.

Recuo por Crateras Verticais (VCR – Vertical Crater Retreat):

esse método teve uma grande importância na mineração por ter permitido, pela primeira vez, a recuperação de pilares aumentando as recuperações na lavra. Exige, antes, que os realces sejam suportados com enchimento de rocha ou pasta com cimento. Além disso, na aplicação do método, cria-se uma face livre horizontal e fazem-se as detonações de cargas esféricas proporcionando a formação de efeitos crateras. Este método desenvolvido pela INCO no Canadá foi experimentalmente aplicado na mina Caraíba com consultoria sul-africana.

Métodos com realces das encaixantes

Nesse método, o suporte pode ser dado pelo minério, que pode ser deixado em recalque, ou por material externo, que pode ser trazido aos realces. São métodos de menor produtividade quando comparados com métodos com aberturas auto-portantes em condições similares.

A menor produtividade se justifica em função dos desmontes menores (possibilitando trabalhar com menores vãos), de um maior número de operações conjugadas e da dificuldade própria de manuseio do minério em recalque ou do enchimento.

Em geral, são empregados em minérios de alto valor unitário, pois os custos com enchimento e manutenção do minério em recalque são altos e a produtividade é baixa, onerando a lavra. Confira quais são os métodos:

Recalque: é um método que não se presta bem à mecanização. É um método possível de ser aplicado em realces de pequena espessura. A perfuração costuma ser feita através de carretas de perfuração tipo jumbo ou mini jumbos, carretas tipo wagon drill, eletrohidráulicas ou pneumáticas ou de marteletes pneumáticos. O transporte pode ser feito por caminhões ou trens com vagões de pequeno porte. Quando são usados caminhões, estes são rebaixados e articulados e variam em capacidade, de 15t até 20t a 25t. Quando são usados trens, os vagões costumam ser do tipo gramby com 4t a 8t de capacidade, em trens com 8 a 12 vagões por composição.

Corte e Enchimento: é um método que permite lidar com variações quanto à continuidade e homogeneidade da qualidade do minério, provendo diluição e recuperação aceitáveis. Caso o material de enchimento seja estéril (do desenvolvimento ou outra fonte), configura-se o enchimento dito mecânico, que pode ser feito com ou sem a adição de cimento. Quando o material de enchimento é o rejeito do beneficiamento (backfill), cimentado ou não, configura-se o rejeito hidráulico.

Métodos com abatimento

São métodos que exigem, para a sua aplicação, continuidade e homogeneidade da qualidade do minério e que a capa seja sempre suficientemente instável para desmoronar, enchendo o espaço do minério que foi retirado.

São, em geral, métodos de alta produtividade, face à simplicidade das operações conjugadas a serem empregadas. Normalmente, esses métodos são empregados em minérios de menor valor unitário, pois a diluição costuma ser alta. A recuperação é frequentemente comprometida pelo abandono de parte do minério onde a diluição é maior. Confira quais são os métodos:

Abatimento por Sub-níveis: a  perfuração é ascendente, feita, em geral, com furos de diâmetro mais largo, entre 76mm e 102 mm. A carga e o transporte são feitos por equipamentos semelhantes aos utilizados no método dos sub-níveis, com preferência para os de maior porte, sempre que possível.

No Brasil, o emprego desse método ocorre nas minas de cromita da Mineração Vale do Jacurici, em Andorinhas, Bahia. Foi adotado na Mina de Fazenda Brasileiro, de ouro, da CVRD, em Teofilândia, também na Bahia, na porção mais superficial, onde se usou a variante com recalque. O método vem sendo aplicado em algumas situações na Mina Caraíba.

Abatimento por Blocos: a carga e o transporte são feitos por equipamentos semelhantes aos utilizados no método dos sub-níveis, com preferência para os de maior porte. É um método pouco popular, sendo usado por excelência nos pórfiros de cobre do Chile. Não foi até agora empregado no Brasil. É o método que está sendo adotado nas maiores minas do mundo como Palabowra, na África do Sul, e El Teniente, no Chile, lavrando-se minérios com teores de 0,7 a 1,0% de cobre.

Longwall: é um método comum na lavra de carvão e de potássio para profundidades maiores do que 300m. Há casos de utilização em mineração de ouro em rocha dura. Este método só foi experimentalmente utilizado na lavra de carvão de Leão I, no Rio Grande do Sul. Está havendo uma grande restrição dos órgãos ambientais no momento de autorizar a aplicação do método devido a não se permitir subsidências.

Em outros países, inclusive Estados Unidos, a aplicação do método tem sido permitida fazendo-se as proteções necessárias. O desmonte é feito com mineradores contínuos ou a fogo, com o uso de equipamentos de perfuração de pequeno porte. A carga é feita por transportadores de correntes que operam junto à face, alimentando correias transportadoras ou shuttle cars dispostas nas travessas.

Diferenças entre a mina subterrânea e a mina a céu aberto

Finalmente você conheceu quais são os métodos da lavra subterrânea, quero que conheça também as diferenças entre a mina subterrânea e a mina a céu aberto.

Nas minas subterrâneas o método de extração de rochas ou minerais necessitam de túneis embaixo da terra, devido à profundidade que se encontram os recursos a serem explorados.

Por outro lado, o método nas minas a céu aberto é realizado quando os materiais estão próximos à superfície e não precisam de escavação e construção de túneis.

Bom, de fato essas atividades são semelhantes independentemente do tipo de mina a ser usado em um território de exploração. Assim, a diferença está nas definições citadas acima. Desse modo, é possível que os projetos da operação sejam totalmente diferentes, isso porque lidar com minas subterrâneas requer avaliações especificas e muito cuidado com a segurança dos trabalhadores.

Mina a céu aberto.
Mina a céu aberto. Foto: Reprodução.

Qual o melhor método: lavra subterrânea ou lavra a céu aberto

Quando estamos lidando com a mineração, é possível a aplicação de vários métodos em uma operação de mina. A decisão do melhor método não é uma tarefa fácil, pois depende de conhecimento multidisciplinar e da experiência da equipe de planejamento. Por essas razões, existem dois pontos a serem levados em consideração durante a escolha:

– Avaliação das condições geológicas, sociais e ambientais para permitir a eliminação de alguns métodos que não estejam de acordo com os critérios desejados.


– Escolha do método que apresente o menor custo, sujeito às condições técnicas que garantam uma maior segurança.

Dessa forma, fatores como a relação estéril-minério, a segurança dos trabalhadores, viabilidade econômica, estabilidade da mina, estrutura geológica e a produtividade devem ser levados em consideração na etapa de planejamento para que o seu empreendimento tenha bom sucesso.

Conheça as principais minas subterrâneas do Brasil

Agora que você já conhece a lavra subterrânea, te apresento as minas subterrâneas do Brasil. Elas são encontradas em diferentes estados, conheça a seguir algumas delas:

Mina Barão (Goiás)

A mina Barão é localizada em Campos Verdes – Goiás e tem passado por um processo de reativação e extrai esmeraldas. O município é um dos com maiores reservas de esmeraldas do país.

Complexo de Mineração Caeté (Minas Gerais)

O complexo de Mineração Caeté é composto por duas minas subterrâneas: Mina Roça Grande e a Mina Pilar. Em ambas, a extração principal é o ouro.

Mina Urucum (Mato Grosso do Sul)

A Mina Urucum se localiza em Corumbá e, atualmente,  pertence à mineradora Vale. Tem como extrações principais o Minério de Ferro e o Minério de Manganês, sendo apenas o segundo explorado por meio da lavra subterrânea. Além disso, é uma das principais produtoras de manganês no Brasil.

Mina Caraíba (Bahia)

A Mina Caraíba está localizada na fazenda de Caraíba, em Jaguari. Tem uma mina subterrânea operando há mais 40 anos, com foco na extração de cobre.

Mina do Barro Branco (Santa Catarina)

Localizada em Lauro Muller, a Mina do Barro Branco é explorada pela empresa Carbonífera Catarinense e tem o foco no carvão mineral.


Conclusão

Vimos que a operação de uma mina exige grandes investimentos e envolve conhecimento multidisciplinar e principalmente, a melhor escolha do método de lavra. A decisão sobre o método está diretamente relacionada à qualidade da informação, que é baseada no material que será lavrado e nas condições do projeto.

Quer saber mais sobre esse assunto? Confira o nosso artigo sobre a seleção de método de lavra aqui: Seleção de método de lavra: como é feito e quais os aspectos considerados.

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