Atualmente a indústria de mineração, principalmente no Brasil, demanda previsibilidade, segurança nas operações, redução de custos juntamente com os impactos ambientais. Isso requer, então, um excelente plano de lavra.
O plano de lavra consiste no projeto de exploração, que tem como seus pontos principais a memória descritiva do projeto, a identificação e caracterização, impactos ambientais significativos e respectivas medidas de amenização e monitorização, instalação auxiliares, sistema de esgoto, plano de higiene e segurança, sinalização (da exploração e outras), entre outros.
Estratégia de planejamento
A depender da forma de como minério se encontra na natureza da forma da jazida, a forma de explotação pode ser de duas formas, a céu aberto ou subterrânea, fazendo uso do melhor método para cada situação.
As jazidas são exploradas a céu aberto quando:
• São situados a uma profundidade pequena;
• Atingem a superfície;
• O relevo do terreno é favorável aos trabalhos de acessos;
• O custo de uma tonelada do minério fresco por mina for inferior ao custo que se obtêm quando usamos a exploração subterrânea e também ao preço duma tonelada de minério no mercado internacional.
Em função de alguns princípios, os métodos de lavra subterrânea possuem um alto custo, porém, o limite é apenas ao seu projeto, possuindo apenas os seus tipos de suporte das aberturas subterrâneas:
• Com abertura autossuportadas;
• Com abertura com suporte artificial;
• Com aberturas sem suporte.
Reservas lavráveis
É a reserva in situ estabelecida no perímetro da unidade mineira determinado pelos limites da abertura de exaustão (cava ou flanco para céu aberto e realces ou câmaras para subsolo), excluindo os pilares de segurança e as zonas de distúrbios geomecânicos.
Corresponde à reserva técnica e economicamente aproveitável, levando-se em consideração a recuperação da lavra, a relação estéril/minério e a diluição (contaminação do minério pelo estéril) decorrentes do método de lavra.
Conceitos usados
• Mineral: Substância inorgânica, natural, com disposição química determinada e apresentando propriedades físicas específicas;
• Rocha: Agregado de minerais de ocorrência natural;
• Mineral-Minério: O mineral que pode ser economicamente aproveitado para a produção;
• Ganga: Minerais presentes num agregado (rocha) de minerais, os quais não possuem valor econômico;
• Minério: É um agregado de mineral-minério mais ganga que apresenta viabilidade tecnológica e econômica para aproveitamento industrial;
• Estéril: Agregado de minerais presentes nos contornos de uma mina, mas que não possui valor econômico, embora, muitas vezes, tenha que ser removido para permitir o acesso ao minério;
• Benefício Líquido: É a receita suficiente para cobrir os custos de produção, o pagamento de royalties e remunerar o capital investido proporcionada por uma tonelada produzida de minério;
• Teor de corte: Em termos gerais, teor associado a essa tonelagem é chamado de teor de corte. Em termos econômicos, o conceito de teor de corte representa o teor pelo qual se separa o que é minério do que é estéril.
O teor de corte pode ser considerado como o limite técnico, num dado momento e com uma determinada tecnologia, significando que o teor abaixo dele é considerado insatisfatório, ou ainda, um limite físico num depósito mineral particular submetido a determinadas restrições técnicas.
Seleção do método de lavra
A lavra de minas deve ser selecionada por meio de um conjunto de operações econômicas, mercado, demanda e serviços inter-relacionados, com a filosofia de extrair o minério do modo mais eficiente, seguro, ambientalmente sustentável e rentável segundo o método de lavra selecionado.
Após a aprovação do projeto de lavra de minas e sua implantação, pode iniciar-se a lavra propriamente dita, na escolha do método selecionado de quatro sistemas inter-relacionados:
• Sistema de escavação e manuseio dos materiais;
• Sistema de controle de estabilidade das escavações;
• Sistema de apoio às operações;
• Sistema administrativa geral.
Em princípio, existem as seguintes possibilidades da escolha da lavra em relação ao seu projeto:
• A céu aberto;
• A céu aberto, seguindo-se um estágio de transição à lavra subterrânea;
• Subterrânea;
• Simultânea, por combinações de métodos de lavra a céu aberto e subterrânea.
Escala de produção
A escala de produção de uma mina é geralmente distribuída da seguinte maneira:
• Minas Grandes: produção superior a 1.000.000 t/a;
• Minas Médias: produção entre 100.00 e 1.000.000 t/a;
• Minas Pequenas: produção entre 10.000 e 100.000 t/a.
Projeto de mineração
O próximo passo é sobre projeto em si. Sua a definição envolve qualitativamente e quantitativamente os atributos técnicos, econômicos e financeiros de um serviço ou obra de engenharia e arquitetura, com base em dados elementos, informações, estudos, discriminações técnicas, desenhos, normas, projeções e disposições especiais.
O projeto de base tem como representação uma documentação completa e comporta um texto explicativo de todos os cálculos técnicos e econômicos para todos os tipos dos trabalhos mineiros.
Num projeto de base, os seguintes problemas são resolvidos (caso da abertura de uma nova mina):
• Escolha do terreno para a colocação dos edifícios e da instalação da exploração;
• Pesquisa de diversos recursos em água, eletricidade ou combustíveis;
• Determinação das reservas industriais de minérios (reservas mineiras);
• Estabelecimento da produção anual da mina e do regime dos trabalhos mineiros (sequências de exploração);
• Escolha do modo exploração racional (céu aberto ou subterrâneo);
• Escolha do método de exploração racional;
• Resolução dos problemas de transporte, de ventilação, de bombeamento, de iluminação, de segurança mineira, etc;
• Estabelecimento do esquema de tratamento de minério (Flow sheet de tratamento e de concentração de minério);
• Determinação das necessidades nos serviços de reparação, de manutenção, de habitação, de cuidados médicos, do serviço social, etc;
Daí seguimos para o Desenho industrial (Design), com o objetivo de dar todos os detalhes do projeto de base e aperfeiçoar a organização das grandes obras mineiras, de acelerar o ritmo, e de reduzir finalmente os custos totais. Esses processos são elaborados, geralmente, nos escritórios de estudos.
No caso de uma mina a céu aberto, por exemplo, o design comporta os esquemas técnicos nos seguintes domínios:
• Acesso a jazida e trabalho (obras) preparatórios;
• Retirada do terreno de capeamento e preparação das bancadas para a exploração;
• Trabalhos de abatimento (fragmentação), de carregamento e de transporte dos produtos;
• Entulhamento do estéril e armazenamento do minério;
• Eletrificação;
• Secagem (bombeamento) previa do já jazida e drenagem em curso dos trabalhos mineiros.
Leia também: PAE: 5 coisas que NÃO podem faltar no seu Plano de Aproveitamento Econômico
Desenvolvimento de uma mina
No início do desenvolvimento do projeto, começamos com as vias de acesso em minas a céu aberto, que geralmente são simples estradas principais, construídas para possibilitar a lavra dos diversos bancos que dividem verticalmente a jazida em blocos de extração.
A mineração a céu aberto requer, no mínimo, uma via ou mais, dependendo da configuração do corpo, para lavrar o depósito até a profundidade do pit final. Em alguns tipos de lavra especiais como petróleo, gases combustíveis, água mineral e sais solúveis, as vias de acesso são simplesmente furos de sonda, executados até atingir a jazida e possibilitar a extração das substâncias minerais, sem o acesso de pessoal.
As vias de acesso são um dos fatores mais importantes no planejamento da Cava. Deve ser incluída na fase inicial do processo de planejamento, visto que elas podem afetar significativamente o talude geral. De um modo geral o ângulo de talude geral pode ser definido anteriormente à inclusão das estradas, no caso de um design preliminar da cava.
Entretanto, a introdução das estradas numa etapa posterior pode significar uma grande remoção de estéril não planejada ou a perda de alguma parte da jazida computada.
Conceitos importantes
• Ângulo de Talude – Por princípio, um ângulo de talude deve ser tal que permita a continuidade das operações que se realizam em seu nível ou em níveis inferiores e superiores. Ou, em outras palavras, um talude deve permanecer estável enquanto durarem as operações de lavra e após seu fechamento;
• Berma – A berma é feita para a divisão do talude geral, quebrando sua continuidade, com dimensões e posicionamento em níveis adequados, também servindo de acesso aos diferentes níveis;
• Praça – A praça da mina é a maior área de manobras dos equipamentos ou a área de cota inferior e que dá acesso a todas as frentes da mina. Em uma mesma mina pode haver mais de uma praça, localizadas em cotas diferentes;
• Bancada – Porção da rocha formada por duas bermas consecutivas, tendo um ângulo de talude próprio e onde é possível realizar o desmonte da rocha.
Seleção de acessos
Para a seleção do layout da estrada deverão ser considerados:
• Topografia local;
• Tamanho da jazida;
• Condições do capeamento;
• Escala de produção;
• Valor do material lavrado;
• Tamanho do Pit e distância média de transporte;
• Áreas com potencial de instabilidade de taludes.
Tipos de acessos
• Sistema de avanço-recuo ou zigue-zague:
A estrada de acesso se desenvolve por entre as bancadas, muitas das vezes conectando-se a elas, com declividade compatível com o tipo de transporte. Nesse caso o objetivo é alcançar o fundo da cava.
No sistema de acesso por zigue-zague com praças de manobra, os vários trechos em rampa são unificados por plataformas, de nível ou de pequena declividade, que possibilitam uma melhor condução de veículos ao mudarem de direção (giro, ré e outras manobras).
Se a extensão permitir, o acesso poderá ser feito por uma via continua, sem curvas e sem patamares. O Sistema de zigue-zague tem uma vantagem que é a movimentação em pequenas áreas. Por outro lado, a desvantagem está na baixa velocidade de transporte.
• Sistema de via helicoidal contínua:
Utilizado para jazidas minerais de grande extensão horizontal, em cavas profundas, este sistema se constitui numa via contínua, em hélice, apresentando estradas planas e outras em declividade. O acesso é executado na medida em que vão sendo extraídas as fatias horizontais compreendidas no núcleo da hélice.
• Planos inclinados a céu aberto:
Aplicável a jazidas de pequena área horizontal, com fortes declividades e transporte por correias transportadoras ou caçambas. São possíveis declividades até 70º ou 80º, permitindo atingir o fundo da cava em reduzida extensão. O minério é carregado em caminhões e despejado em chutes que alimentam as correias ou caçambas e estas, por sua vez, basculham em chutes fora da cava, que alimentarão trens ou caminhões.
• Sistema de suspensão por cabos:
Aplicável a cavas profundas e de pequena área horizontal, atualmente de limitada utilização. Tal sistema foi muito utilizado nas minas de diamantes de Kimberley. Os cabos de suspensão se estendem sobre a cava de pequena área, suspensos por uma ou várias torres especiais.
Uma das formas mais usuais deste método se dá pelo auxílio de duas torres, sendo uma móvel e a outra fixa. O acesso de equipamentos e de trabalhadores é feito por rampas, ligando os diversos bancos ou desenvolvidas lateralmente, nas paredes contínuas. O minério é carregado em caçambas içáveis e despejado em chutes superficiais, para posterior transporte.
Construção de acessos
Boas estradas de rodagem são um dos mais importantes requerimentos na prática de minas a céu aberto, e seu lay-out constitui uma importante tarefa. Uma estrada deve ser projetada num local que permita a remoção de material ao longo de uma curta e rápida rota no pit.
Os principais objetivos do projeto de estradas para minas a céu aberto são:
• Eficiência das operações mineiras;
• Segurança.
Em geral, existem algumas considerações a serem tomadas na construção de uma estrada, como a grade ou inclinação, em relação a desempenho dos caminhões com respeito a velocidade e freagem. Como regra geral, a melhor grade está na faixa de 8 a 10%, que é a taxa máxima normalmente permitida.
Em condições climáticas severas (neve e chuvas) a tendência é pela redução da inclinação. Na largura da estrada, é determinada pelo tipo de transporte selecionado.
A regra geral é projetar estradas que tenham larguras compatíveis com as unidades de transporte. Estradas em Pit em geral são construídas em linha única e única direção de tráfego, ou duas linhas e duas direções de tráfego, visando uma baixa densidade de tráfego e ou devido a problemas de espaço.
Proteção e sinalização (NORMAS)
Cabe ao dono da obra, além da responsabilidade da realização do Plano de Segurança, nomear o Responsável pela Segurança da na obra, e indicá-lo ao responsável pela Direção Técnica da Obra e Diretor de Obra.
Obrigações do Responsável pela segurança na obra:
• O responsável pela segurança na obra deverá fazer cumprir em todas as circunstâncias todas as normas de Segurança individuais e coletivas, nomeadamente: as obrigatórias por lei, as estabelecidas no Plano de Segurança, e outras que achar por bem fazer cumprir, tendo como intuito minorar o risco de acidentes nos trabalhos a executar.
• O responsável pela segurança na obra, deverá alertar para qualquer incumprimento das normas de segurança, quer registando no Livro de Obra, quer comunicando às entidades.
Seguir normas nas construções de acesso e durante o processo de extração.
• NR 22 – segurança e saúde ocupacional na mineração
• NRM – Norma Reguladora de Mineração
• NRM 13 – Circulação e Transporte de Pessoas e Materiais.
A capacidade e a velocidade máxima de operação dos equipamentos de transporte devem figurar em placa afixada em local visível.
Toda mina deve possuir plano de trânsito estabelecendo regras de preferência de movimentação e distâncias mínimas entre máquinas, equipamentos e veículos compatíveis com a segurança e velocidades permitidas, de acordo com as condições das pistas de rolamento.
Nas laterais das bancadas ou estradas onde houver riscos de quedas de veículos, devem ser construídas leiras com altura mínima correspondente à metade do diâmetro do maior pneu de veículo que por elas trafegue, sinalizadas para tráfego diurno e noturno, e mantidas sempre em condições de uso.
As vias de circulação e acesso das minas devem ser sinalizadas de modo adequado para a segurança operacional e dos trabalhadores.
A utilização dos produtos de alta visibilidade para sinalização de minas é de extrema importância pois proporciona visibilidade não somente das rotas de tráfegos, mas também dos próprios caminhões e demais veículos que transitam pela mineradora.
A sinalização no vestuário dos trabalhadores proporciona também a visibilidade necessária contra atropelamentos e demais acidentes que todos estão sujeitos ao trabalhar em ambientes com baixas condições de visibilidade.
No acesso à obra deverá ser afixado em local bem visível, um cartaz onde se faça notar a obrigatoriedade de usar as Proteções Individuais de Segurança. Abaixo, algumas sinalizações:
Sistema de Esgotos
A presença de água nas explorações causa problemas ao nível da produção, estabilidade de taludes, segurança, controle de poluição e por conseguinte no custo de exploração.
A realização das operações de esgoto tem como objetivo a combinação dos seguintes aspectos:
• Melhorar a estabilidade dos taludes;
• Melhorar as condições de trabalho;
• Proteger a qualidade da água e dos aquíferos.
Para além dos referidos problemas as atividades decorrentes de explorações podem produzir alterações no regime das condições hidrogeológicas e da qualidade da água.
Quando se atinge o nível freático nas explorações a céu-aberto pode haver grande afluência da água, sendo necessário recorrer à bombagem, que por sua vez pode provocar alterações no nível piezométrico e diminuir a quantidade de água disponível para as populações e culturas vizinhas da área em exploração.
Nesta exploração de lavra, o esgoto das plataformas é por avanço de gravidade para a imediatamente inferior à custa de uma pequena inclinação com que serão dotadas as plataformas. À medida que a exploração for atingindo cotas para as quais não será possível realizar o esgoto naturalmente, será criada na praça de exploração uma zona de reunião das águas, sendo estas bombadas, após decantação, para o exterior para serem utilizadas.
Sistema de iluminação
O projeto de instalação de um posto de transformação para iluminação elétrica e alimentação de outras cargas. A alimentação do posto de transformação será realizada conforme o estipulado pela Companhia do Estado em questão.
Sistema de Ventilação
Os tipos de sistema de ventilação ou são mecânicos (subterrâneo), ou quando trata- se de uma exploração a céu aberto é por sua vez ventilação natural.
Fonte: CETEM, Instituto Minere. Curi, Adilson. Lavra de minas / Adilson Curi. — São Paulo: Oficina de Textos, 2017.
Ficou interessado? Quer saber mais? Entre em contato com a gente por nossas redes sociais e tire suas duvidas. Será um prazer atender você!
Precisa de assessoria em seus serviços minerários? Interessado em nossos cursos? Entre em contato com a gente, aqui, nossa prioridade é você!
Pingback: PAE: 6 coisas que você precisa saber sobre o Plano de Aproveitamento Econômico - Cristal Jr
Excelente trabalho! parabéns.
excelente trabalho!!!