Prof. Tiago da Costa Silva

Generalidades As minas se fazem mais do que se encontram

(Zinmmermann).

Fazer uma mina é produzir uma substância mineraldemandada pela sociedade, de forma rentável.

Mina Para se chegar a mina, inicialmente precisa-se de um

jazimento, depois de um modelo, e, em seguida, de umprojeto para explotação. Esse projeto se baseia nosseguintes fatores:

Dados geológicos;

Dados geofísicos;

Análises químicas;

Análises físicas;

Trincheiras e sondagens;

Lavra experimental, etc.

Modelo Econômico de Explotação

Objetivos do Projeto de Lavra O projeto de uma mina é um processo complexo com

vários objetivos, entre os quais se destacam:

Seleção do método de explotação;

Dimensionamento geométrico da mina;

Determinação do ritmo de produção anual;

Determinação do teor de corte;

Sequência de extração;

Etc.

Operações da Lavra

• Caminhões;

• Pá-carregadeiras;

• Escavadeiras.

• Tempo de ciclo.

• Acessos para expedição do material;

• Tempo de ciclos;

• Eficiência.

• Uso de explosivos;

• Desmonte mecânico;

• Estabilidade dos taludes.

• Espaçamento entre os furos.

• Parâmetros da bancada.

• Plano de fogo.

Perfuração Desmonte

CarregamentoTransporte

Estéril/Minério A mineração a céu aberto se caracteriza pela movimentação

de grandes quantidades de material, sendo boa parte deste,considerado como estéril, sem valor econômico.

Para que haja explotação, é necessário que o minérioextraído cubra, no mínimo, o seu custo juntamente com oestéril movimentado. A partir daí, teremos a relaçãoestéril/minério, que representará o volume de materialestéril que será preciso retirar para se alcançar determinadovolume de minério.

A relação estéril/minério é diferente para cada jazimento, e,por vezes para cada frente de lavra, entretanto, suadeterminação implicará no avanço da lavra, ou não.

Fatores a Considerar Segurança;

Eficiência (máxima extração);

Economia (máximo retorno, menor custo);

Praticabilidade.

Definição A lavra engloba todo o conjunto de operações unitárias de

aproveitamento da jazida. Corresponde à quarta fase damineração (as anteriores são a prospecção, a exploração e odesenvolvimento) e é alternativamente chamada deexplotação. Denomina-se método de lavra a sistematizaçãoe coordenação das várias operações unitárias visando aoaproveitamento de uma jazida mineral (Curi, 2017).

Lavra de Minas a Céu Aberto A lavra a céu aberto apresenta uma série de vantagens

sobre a lavra subterrânea, tais como:

Menor custo de produção.

Maior facilidade de supervisão.

Melhores condições de trabalho.

Maiores produções.

Entretanto tem a desvantagem de ser mais agressiva aomeio ambiente, pois provoca uma grandemovimentação de material em áreas normalmentemaiores que na mineração subterrânea.

Lavra de Minas a Céu Aberto De forma geral, a lavra a céu aberto pode ser aplicada a

jazidas aflorantes, jazidas de capeamentorelativamente reduzido, jazidas acessíveis em encostase jazidas lavráveis por poços de extração.

Estima-se que os métodos de lavra a seco, sejamresponsáveis por mais de 90% do volume de produçãodas lavras a céu aberto em todo o mundo, englobandoa grande maioria da produção mineral de carvão,rochas industriais e minérios metálicos em geral.

Métodos de Lavra a Céu Aberto A Seco

Lavra em cava (Open Pit Mining);

Lavra em tiras (Strip Mining / Open Cast Mining);

Lavra de pedreiras (Quarry Mining);

A Úmido Lavra de pláceres;

Lavra por dissolução;

Etapas da Lavra a Céu Aberto Desbravamento;

Decapeamento;

Drenagem;

Desmonte: Manual;

Hidráulico;

Com Uso de Explosivos;

Mecânico;

Carregamento;

Transporte;

Lavra em Cava – Open Pit É o processo de mineração de um depósito mineral

superficial por meio de uma ou mais bancadas horizontaisdescendentes. Minas em cava são frequentementeutilizadas para a extração de minerais metálicos ou nãometálicos, e mais esparsamente utilizada na extração decarvão e depósitos com forte acamamento.

O minério é removido das bancadas, cuja altura varia emmédia de 9 a 30 metros. Por meio da abertura de bancadas,a cava pode, a princípio, alcançar qualquer profundidade.Depósitos potentes, apresentam cavas semelhantes agrandes funis, com grande profundidade.

Lavra em Cava – Open Pit

Formação das Bancadas

Lavra em Cava – Open Pit

Mina de Ferro

Lavra em Cava – Open Pit O objetivo das bancadas é controlar a profundidade

dos furos e a estabilidade das paredes, diminuindo orisco de desabamentos.

As bancadas também fornecem altura suficiente paraserem sustentadas (quando necessário uso de tirantesou telas) e uma produção ininterrupta.

Bancadas individuais são projetadas para acomodarmateriais e os equipamentos responsáveis pelo seumanuseio. O alcance do equipamento de escavaçãolimita a altura da bancada.

Parâmetros da Bancada

Parâmetros da Bancada e Plano de Fogo

Altura das Bancadas 1º CASO 2º CASO

60 m

15 m

10 m

Comparativo entre a utilização de bancadas de diferentes alturas para se vencer

o mesmo desnível.

Altura das Bancadas

Lavra em Cava – Open Pit A lavra em cava geralmente envolve grandes

movimentações de massa (tanto estéril como minério),para tanto, faz-se necessário, ao se pensar no projetodas bancadas, a execução de acessos, principais e entrebancos, para a movimentação dos equipamentos decarregamento e transporte, além dos equipamentos deperfuração.

Outro fator importante é a locação das unidades debeneficiamento e estocagem, que deve ser fora doslimites planejados da cava (pit final), bem como asáreas de bota-fora.

Lavra em Cava – Open Pit

Ciclo de Operações Decapeamento;

Extração dos minerais de valor;

Operações auxiliares.

Extração dos Minerais de Valor Nas operações de lavra em cava, as operações podem

ser muito semelhantes ou idênticas, mesmo paraminerais bem diferentes, dependendo dascaracterísticas do minério e do estétil.

Operações Auxiliares Estabilidade de taludes;

Controle de particulado (poeira);

Bombeamento e drenagem;

Disposição de estéril;

Manutenção de equipamentos;

Manutenção de estradas;

Transporte de pessoal;

Controle ambiental;

Orientação dos Maciços Furos verticais ou sub-

verticais;

Mantém uma face limpa;

Reduzir a sub-furação ou diminuir a razão de carga caso haja danos no pé da bancada.

Orientação dos Maciços Furos verticais ou sub-

verticais;

Mantém uma praça limpa;

Utilizando os planos de acamamento, a subfuração se torna desnecessária.

Orientação dos Maciços Possíveis problemas de

repés e fragmentação;

Possíveis problemas na face da bancada;

Problemas no maciço remanescente;

Plano de fogo específico para a última linha de detonação (pre-split).

Orientação dos Maciços Possíveis problemas de

falhas e deslizamentos;

Possíveis problemas na face da bancada;

Backcreak;

Má fragmentação no pé da bancada ou danos e repés;

Evitar faces de bancadas nessa direção.

Intensidade de Juntas e Fraturas Face da bancada estável;

Possibilidade de matacões;

Boa praça de trabalho;

Se a rocha for dura, utilizar explosivos com maior VOD, reduzir retardos;

Se a rocha for branda, utilizar explosivo de menor VOD, mais gasoso, aumentar o tempo de retardo.

Intensidade de Juntas e Fraturas Necessário pré-split ou

cortes especiais;

Repés ou danos ao pé da bancada;

Amplo uso de retardos;

Reduzir a razão de carga;;

Utilizar explosivo de menor onda de choque, mais gasoso.

Intensidade de Juntas e Fraturas Face da bancada estável;

Boa praça de trabalho;

Boa fragmentação, uniformidade de granulometria;

Baixa razão de carga;;

Utilizar explosivo de menor onda de choque, mais gasoso.

Condições CaracterísticasMinério Qualquer tipo de minério;

Resistência da Rocha Qualquer tipo de rocha;

Forma do DepósitoQualquer tipo, mas preferencialmenteparalelo a superfície;

Ângulo de MergulhoQualquer um, mas preferencialmente compequeno ângulo de mergulho;

Tamanho do Depósito Grande ou Espesso;

TeorPode ser até de baixo teor, se as condiçõesforem favoráveis;

Uniformidade do TeorPreferencialmente teor uniforme, mas ablendagem pode ser implementadafacilmente na maioria das operações;

Profundidade:Superficial a intermediário, limitado pelovalor de mercado

Lavra em Tiras – Open Cast(Strip) Mining É o processo de mineração de um depósito mineral

superficial por meio de tiras, semelhante a lavra emcava, mas o estéril não é levado para um bota-fora, eleé colocado numa área recém-lavrada, promovendo já arecuperação/recomposição da área.

Esse método é frequentemente utilizado na extraçãode argilas, carvão e depósitos com acamamento.

Assim como a lavra em cava, a lavra em tiras permiteuma produção em larga escala, sendo o principalmétodo utilizado para rochas brandas, argilas e solos.

A deposição do solo (capeamento/estéril) nas áreas jámineradas, não traz benefícios apenas para arecuperação da área, mas também implica que amineração estará concentrada numa área reduzida ediminuirá a movimentação de materiais, que se refleteem menores custos.

Outra vantagem é a possibilidade de trabalhar comtaludes mais íngremes.

Dimensões normais para lavra em tiras são: 20 a 30 mde altura da bancada, 23 a 45 m de largura da bancadae 60 a 70° de inclinação.

Lavra em Tiras – Open Cast(Strip) Mining

Ciclo de Operações O ciclo de operações depende do tipo de material de

cobertura e do minério a ser lavrado. Solos e rochasfraturadas podem ser facilmente escavados semnecessidade de uso de explosivos.

Isso também influirá sobre as ferramentas deperfuração, sendo rocha dura, usa-se perfuratriz roto-percussiva, se rocha intermediária perfuratriz rotativa.

Quando necessário o uso de explosivos, os furos sãoverticais com subfuração.

Ciclo de Operações Decapeamento;

Extração da camada mineralizada;

Reposição do capeamento;

Operações auxiliares.

Reposição do Capeamento A cobertura/capeamento de uma camada é depositada

no corte anteriormente feito, em alguns casos, pode sercolocado em bota-fora convencional paraposteriormente ser utilizado como preenchimento docorte anterior.

Operações Auxiliares Estabilidade de taludes;

Controle de particulado (poeira);

Bombeamento e drenagem;

Disposição de estéril;

Manutenção de equipamentos;

Manutenção de estradas;

Transporte de pessoal;

Controle ambiental;

Condições CaracterísticasMinério Qualquer tipo de minério;

Resistência da Rocha Qualquer tipo de rocha;

Forma do DepósitoTabular, horizontal com forteacamamento;

Ângulo de MergulhoHorizontal ou com pequeno ângulo demergulho;

Tamanho do DepósitoPreferencialmente depósito contínuo, degrande comprimento;

TeorPode ser até de baixo teor, se as condiçõesforem favoráveis;

Uniformidade do Teor Preferencialmente teor uniforme;

Profundidade: Superficial a intermediário;

A lavra de pláceres é realizada a úmido e aplicada, principalmente, na extração de metais pesados oriundos de depósitos de aluvião, usando-se água para escavar, transportar e/ou concentrar o mineral valioso.

Pode ser realizada por meio de lavra hidráulica e por dragagem.

Entre os minérios e metais ocorrentes em pláceres, incluem-se o ouro, diamante, platina, cassiterita, titânio, rutilo, tungstênio, scheelita, cromita, magnetita e certos tipos de fosfato. Além de depósitos de areias, argilas e cascalhos.

Lavra de Pláceres

Condições CaracterísticasMinério Minérios densos, preferencialmente;

Resistência da RochaRocha branda ou não consolidada e/ousolo ou mesmo matrizes argilosascontendo os grãos de minerais pesados;

Forma do DepósitoTabular, horizontal com forteacamamento;

Ângulo de MergulhoHorizontal ou com pequeno ângulo demergulho;

Tamanho do DepósitoPequeno a intermediário, espessura entre5 a 60m,

TeorPode ser até de baixo teor,preferencialmente uniforme;

Uniformidade do Teor Preferencialmente teor uniforme;

Profundidade: Superficial a intermediário;

Contato:

tiago.costa@ifpb.edu.br