Métodos de Lavra a Céu Aberto

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO 
PARÁ INSTITUTO DE 
GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE 
PÓS-GRADUAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM LAVRA DE MINAS A CÉU ABERTO 
MÉTODOS DE LAVRA A CÉU ABERTO 
 
(ENG°. DE MINAS ROBERTO ADONES) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 Pg. 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES ............................................................................................ iii 
UNIDADE I: INTRODUÇÃO AOS MÉTODOS DE EXPLOTAÇÃO ....................... 1 
1.1 Introdução. Importância. Conceitos Básicos ................................................................. 1 
1.1.1 Conceito de mina, mineral, minério e rocha .......................................................... 1 
1.1.2 Conceito de encaixante, estéril e rejeito ................................................................. 2 
1.2 Fases do empreendimento de mineração ..................................................................... 3 
1.2.1 Projeto. Implantação. Operação. Desativação ...................................................... 3 
1.2.2 Instalações de beneficiamento e instalações de apoio ........................................... 3 
1.3 Fases da mineração ....................................................................................................... 4 
1.3.1 Prospecção e Exploração ......................................................................................... 5 
1.3.2 Desenvolvimento, Lavra e Recuperação ................................................................ 6 
1.4 Estudo para a escolha do método de explotação ......................................................... 8 
1.4.1 Conceito de método de explotação e método de desmonte. Objetivo .................. 9 
1.4.2 Fatores e critérios de seleção ................................................................................... 12 
1.4.3 Principais exigências para a explotação de uma jazida ........................................ 12 
1.4.4 Princípios e regras fundamentais da explotação mineira ..................................... 13 
1.4.5 Classificação dos métodos de explotação ............................................................... 14 
UNIDADE II: OPERAÇÕES MINEIRAS ..................................................................... 17 
2.1 Operações fundamentais e ciclos ................................................................................. 17 
2.1.1 Ciclo de produção ..................................................................................................... 17 
2.2 Operações de produção ................................................................................................. 18 
2.2.1 Preparação das rochas para sua extração através de métodos explosivos 
(massas minerais coerentes) ............................................................................................. 
 
18 
2.2.2 Preparação das rochas para sua extração com escarificadores mecânicos 
(massas minerais incoerentes) .......................................................................................... 
 
21 
2.2.3 Arranque carregamento/escavação carregamento. Princípios e escolha de 
equipamentos ..................................................................................................................... 
 
23 
2.2.4 Transporte de cargas: estéril/minério - Arrasto e içamento. Principio e escolha 
de equipamentos .................................................................................................. 
 
29 
2.3 Operações Auxiliares: Classificação. Importância .................................................. 35 
2.3.1 Drenagem da mina ................................................................................................... 36 
2.3.2 Operações auxiliares em minas subterrâneas ....................................................... 38 
UNIDADE III: LAVRA A CÉU ABERTO ..................................................................... 42 
3.1 Generalidades sobre a lavra a céu aberto ...................................................................... 42 
3.1.1 Conceitos mineiro-técnicos e terminologia ............................................................ 42 
3.1.2 Aplicabilidade. Classificação das jazidas minerais explotáveis ........................... 43 
3.1.2 Vantagens e desvantagens comparativas ............................................................... 44 
3.2 Lavra a céu aberto: Etapas operacionais .................................................................. 46 
3. 2.1 Etapas básicas de trabalho ..................................................................................... 46 
3.2.2 Processos mineiros de produção. Ciclo de operações unitárias ........................... 47 
3.3 Disposição do Estéril .................................................................................................... 48 
3.3.1 Aterros de cobertura ................................................................................................ 50 
 
 
i 
3.3.2 Aterros de estéreis (bota foras) ............................................................................................ 50 
3.3.3 Critérios e fatores para o dimensionamento e construção dos depósitos de 
estéril .................................................................................................................................. 
 
51 
3.3.4 Configuração do depósito de estéril - Processo construtivo - Estabilidade ........ 55 
3.3.5 Formação das pilhas de estéril - Métodos construtivos ........................................ 61 
3.3.6 Seleção preliminar do tipo e geometria de pilha ................................................... 64 
 Pg. 
3.4 Métodos de lavra a céu aberto: Classificação ............................................................... 66 
3.4.1 Lavra por bancadas ................................................................................................. 66 
3.4.2 Lavra por tiras ......................................................................................................... 71 
3.4.3 Lavra de pláceres ..................................................................................................... 73 
3.4.4 Profundidade dos trabalhos a céu aberto (borda inativa, borda de trabalho, 
coeficiente de decapeamento) ........................................................................................... 
 
81 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 119 
 
 
 
 
 
 LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
FIGURAS Pg. 
Figura 1.1 - Minas de Ferro: N4E, N4WN, N5E, N5W .................................................. 2 
Figura 1.2 - Esquema de um empreendimento de mineração .......................................... 4 
Figura 1.3 - Fases da mineração ....................................................................................... 5 
Figura 2.1 - Fluxo de operações mineiras ........................................................................ 17 
Figura 2.2 - Ciclo de produção ......................................................................................... 18 
Figura 2.3 - Perfuração das rochas. Componentes operacionais ...................................... 21 
Figura 2.4 - Representação de um “ripper” ...................................................................... 22 
Figura 2.5 - Equipamentos para decapeamento e escavação convencional em bancadas a 
céu aberto ..................................................................................................... 
 
 25 
Figura 2.6 - Tipos de dragas ............................................................................................. 25 
Figura 2.7 - LHDs (Load - haul - dump) .......................................................................... 26 
Figura 2.8 - Operações fundamentais de uma explotação de rocha industrial ................. 27 
Figura 2.11-Equipamentos de transporte a céu aberto ..................................................... 31 
Figura 2.13- Equipamentos de transporte contínuos ......................................................... 32 
Figura 2.15- Diagrama esquemático da ventilação nas frentes de trabalho. ..................... 39 
Figura 3.1 - Elementos da mina a céu aberto ................................................................... 43 
Figura 3.2 - Tipos fundamentais de jazidas minerais úteis que se lavram a céu aberto .. 45 
Figura 3.3 - Tipos de bota-foras segundo a seqüência de construção .............................. 55 
Figura 3.4 - Aterro confinante de estabilização (fase de espalhamento e compactação) 57 
Figura 3.5 - Tipos de drenagem ....................................................................................... 60 
Figura 3.6 - Pilha executada por via seca pelo método descendente ............................... 62 
Figura 3.7 - Pilha executada por via seca pelo método ascendente (fase de lançamento) 62 
Figura 3.8 - Pilha executada por via seca pelo método ascendente (fase de 
empilhamento e compactação) 
 
 63 
 
 
ii 
 .............................................................................................. 
Figura 3.9 - Pilha executada por via seca pelo método ascendente de bancada (fase de 
lançamento) .................................................................................................. 
 
 63 
Figura 3.10- Pilha executada por via seca pelo método ascendente (fase de 
retadulamento) 
....................................................................................................................... 
 
 64 
Figura 3.11- Seção típica de uma pilha de estéril ............................................................. 64 
Figura 3.12- Seção típica de retadulamento ...................................................................... 64 
Figura 3.13- Bancada ........................................................................................................ 67 
Figura 3.14- Elementos da bancada .................................................................................. 68 
Figura 3.15- Avanço de uma bancada ............................................................................... 68 
Figura 3.16- Típico desmonte em flanco de encosta ........................................................ 70 
Figura 3.17- Típico desmonte em cava ............................................................................. 70 
Figura 3.18- Esquema da lavra por tiras ........................................................................... 72 
Figura 3.19- Explotação manual de um plácer aurífero .................................................... 74 
Figura 3.20- Tipos de dragas mecânicas ........................................................................... 75 
Figura 3.21- Tipos de dragas ............................................................................................. 76 
Figura 3.22- Monitor hidráulico ........................................................................................ 77 
Figura 3.23- Corte de uma explotação com arranque hidráulico ...................................... 78 
Figura 3.24- Esquemas de extração, segundo as direções relativas do jato projetado e da 
polpa escoada ............................................................................................... 
 
 80 
Figura 3.25- Coeficiente de decapeamento industrial ....................................................... 82 
 
 
TABELAS 
 
 
Pg. 
Tabela 1.1 - Classificação dos métodos de explotação .................................................... 15 
Tabela 2.1 - Escala de Protodiakonov ............................................................................... 19 
Tabela 2.2 - Classificação dos métodos de fragmentação baseados sobre a forma de 
energia aplicada 
........................................................................................................ 
 
20 
Tabela2.3 - Classificação dos métodos de escavação carregamento e equipamentos ....... 24 
Tabela 2.4 - Classificação dos métodos de arrasto, içamento e equipamentos ................. 30 
Tabela 2.5 - Comparação entre as unidades principais de arrasto ..................................... 33 
Tabela 2.6 - Classificação das operações auxiliares em mineração .................................. 37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
 
UNIDADE I: INTRODUÇÃO AOS MÉTODOS DE EXPLOTAÇÃO 
 
1.1 Introdução. Importância. 
Conceitos Básicos INTRODUÇÃO 
 
O termo mineração se refere à atividade de extração de qualquer 
concentração de minerais de interesse econômico. Alguns metais, como o ouro, a 
prata, o cobre e a platina, encontram-se em estado nativo. A maioria, porém, 
ocorrem combinados com outros elementos ou compostos: óxidos, carbonatos, 
sulfetos etc. Assim, a mineração é entendida como uma atividade de lavra e de 
concentração de minérios. Num sentido mais amplo, é uma atividade econômica 
designada como indústria extrativa mineral. 
 
A indústria extrativa mineral é uma atividade cara e de intensa demanda 
tecnológica. Tem início com a identificação e avaliação de jazidas minerais, 
seguido da extração do elemento de interesse, cujo teor e volume compensem os 
custos de produção. Esses procedimentos exigem conhecimentos técnicos e mão de 
obra especializada. 
 
A atividade de mineração tem grande importância tanto para obtenção de matéria-
prima para a indústria metalúrgica e outros bens minerais, quanto para extração de 
matéria prima na construção de moradias (areia, brita, argila para indústria de 
telhas, tijolos e cerâmicas, etc). Ou seja, sem a atividade de mineração nossa vida 
seria muito diferente e com bem menos conforto. 
 
CONCEITOS BÁSICOS 
 
Termos mais utilizados na atividade de mineração: 
 
* Mina: escavação desenvolvida para a extração de bens minerais. A partir 
do momento que a jazida começa a ser lavrada, ela passa a ser denominada de 
mina (Figura 1.1). 
 
* Mineral: é um elemento ou composto químico homogêneo, que possui 
composição química definida, apresenta estrutura cristalina, e é formado 
naturalmente por meio de processos geológicos inorgânicos. Ex: quartzo, pirita, 
galena, dolomita, calcita. 
 
* Rocha: qualquer agregado natural constituído de um ou mais tipos de 
partículas minerais. As rochas são constituídas por um ou mais minerais. Ex. 
granito. 
 
* Minério: Roca ou mineral que pode ser aproveitado economicamente. 
Ex: bauxita. 
 
* Mineral-minério é qualquer mineral do qual se pode extrair 
economicamente uma ou mais substâncias químicas, simples ou complexas. Ex: hematita 
(Figura 1.1). 
 
* 
* Encaixante: diz-se das rochas que alojam o corpo de minério 
* 
* Estéril: rocha que ocorre dentro do corpo de minério ou externamente ao 
6 
 
mesmo, sem valor econômico, que é extraído na operação de lavra. O conceito de 
estéril pode variar no tempo devido fatores econômicos, ou seja, o que é estéril 
numa época pode ser minério em outra (Figura 1.1). 
 
* Rejeito: material “sem valor econômico” obtido no processo 
beneficiamento do minério. Normalmente, é descartada das usinas de concentração 
na forma de polpa, mistura de sólidos + água, e contidos por uma barragem ou 
dique. 
 
 
Uma subdivisão adicional dos tipos de minérios usados na indústria, 
também é comum. Os termos mais comuns usados para diferenciar os 
combustíveis, metais e minerais não metálicos são os seguintes: 
 
* Minérios metálicos: minérios de metais ferrosos (Ferro, manganês, 
molibdênio e tungstênio), de metais base - não ferrosos - (cobre, chumbo, zinco e 
estanho), metais preciosos (ouro, prata e o grupo da platina) e minerais radioativos 
(urânio, tório e rádio). 
 
* Minérios não metálicos (minerais industriais): minerais não 
combustíveis que não estão associados com a produção de metais. Estes 
compreendem materiais de construção (areia, cascalho, argila), matéria primapara 
a industria química (fosfato, potassa, enxofre), calcário, sal gema e muitos outros. 
 
* Combustíveis fósseis (minerais combustíveis): substâncias minerais 
orgânicas que podem ser usadas como combustíveis, tal como carvão, petróleo e 
gás natural. 
 
* 
1.2 Fases do Empreendimento de Mineração 
 
A mineração pode ser classificada em três grupos principais: as minerações 
ditas empresariais ou industriais, de grande porte; as minerações ditas de uso 
social, de menor porte, como as pedreiras, as cavas de areia e as lavras de argila e, 
por fim, os garimpos atividades extrativistas, informais, manuais e, 
freqüentemente, clandestinas. 
 
Os empreendimentos de mineração são de maturação lenta, podendo 
ocorrer vários anos desde a descoberta da jazida até o início da operação. As 
principais etapas dos empreendimentos mineiros são as seguintes: 
 
* Projeto: compreende os estudos e projetos de engenharia com 
especificações construtivas, destinados à execução das obras; 
 
Figura 1.1 - Minas de Ferro: N4E, N4WN, N5E, N5W 
7 
 
* Implantação: é a etapa de instalação do empreendimento, englobando 
também o desenvolvimento da mina ou sua preparação para a lavra propriamente 
dita. 
 
* Operação: envolve às atividades de lavra e concentração do minério 
 
* Desativação: esta etapa representa o encerramento da atividade mineira e 
posterior recuperação da área para uso futuro. 
 
 
 
 
 
Para facilitar o entendimento da terminologia adotada são apresentados, a 
seguir, os conceitos principais referidos aos estudos e trabalhos em mineração, 
parcialmente ilustrado na Figura 1.1. 
 
Figura 1.2 - Esquema de um empreendimento de mineração. 
 
1.3 Fases da Mineração 
 
DIVISÃO TÉCNICA E DIVISÃO LEGAL 
 
Tecnicamente a mineração moderna é frequentemente comparada com as 
cinco etapas na vida de uma mina: prospecção, exploração, desenvolvimento, 
explotação, e recuperação (Figura 1.3) 
 
A fase fechamento e restauração do local da mina tornaram-se necessárias 
no ciclo de vida de uma mina devido às demandas da sociedade por um meio 
ambiente limpo e rígidas leis que regulamentam as minas abandonadas. O processo 
global do desenvolver uma mina considerando os possíveis usos do solo no futuro 
é chamado de desenvolvimento sustentável. 
 
Legalmente, a mineração consta de duas fases: pesquisa e lavra, que 
poderão ser desdobradas da seguinte forma: 
 
Pesquisa = prospecção e exploração 
 
8 
 
Lavra = desenvolvimento e lavra 
Figura 1.3 - Fases da mineração. 
 
PROSPECCÇÃO 
 
São os trabalhos de pesquisa geológica necessários para encontrar o 
minério, conforme especificado abaixo: 
 
Inicialmente é feita a análise de mapas para selecionar rochas e estruturas 
geológicas favoráveis à concentração de minerais de interesse econômico. Após 
essa fase, são realizados trabalhos de pesquisa, tais como: mapeamento geológico, 
levantamentos geoquímicos e geofísicos, etc. 
Após o sucesso obtido na primeira fase, chega-se a definição do alvo de interêsse e 
inicia-se a fase de exploração mineral. 
 
EXPLORAÇÃO 
 
Esta fase compreeende todos os trabalhos geológicos necessários para a 
caracterização do depósito em termos de tipos de minério, teores, geometria dos 
corpos mineralizados e, por fim, o volume ou reserva de minério. Caso os estudos 
revelarem teores e volumes de minério interessantes economicamente, o depósito 
passa a ser classificado como uma jazida, caso contrário, trata-se de uma 
ocorrência mineral sem valor econômico para aquele momento. De forma geral, os 
trabalhos nesta fase envolvem: mapeamento geológico de detalhe, abertura de 
trincheiras, poços, realização de sondagens, amostragens de rochas e minérios e 
determinação de teores dos elementos de interesse, seguidos de estudos 
geoquímicos e geoestatísticos. 
 
DESENVOLVIMENTO 
 
O desenvolvimento é a fase que antecede à lavra propriamente dita. 
 
Nesta fase são realizados trabalhos de desmatamento, decapeamento 
(remoção da cobertura do minério), abertura de vias de acesso (de superfície ou 
subterrâneas), drenagem da mina, etc, enfim todo e qualquer trabalho que vise 
9 
 
facilitar a operação de lavra. 
 
Os acessos correspondem as vias que comunicam a jazida com a superfície 
para sua explotação e escoamento do minério lavrado. Podem ser agrupados nos 
seguintes tipos: 
 
- A céu aberto (trincheiras, rampas, planos inclinados), representam entradas 
principais, convenientemente construídas para facilitar a lavra dos diversos 
bancos (níveis). 
 
- Subterrânea (túneis, poços verticais, poços inclinados) 
 
LAVRA (EXPLOTAÇÃO) 
 
 
 A Explotação envolve a extração do minério bruto (minério, estéril), o seu 
tratamento em anexos mineiros (usina). O método ideal de explotação ou lavra do 
minério deve considerar a maior lucratividade da operação, a completa extração do 
minério, a máxima segurança e, um mínimo de impacto ambiental. 
 
RECUPERAÇÃO 
 
A fase de recuperação constitui a etapa final de operação de muitas minas, 
compreende os processos de fechamento ou exaustão da mina, revegetação, 
tratamento e recuperação da qualidade da água e restauração do relevo. 
O plano de recuperação de qualquer mina deve estabelecer em primeiro 
lugar medidas de segurança do local da mina, principalmente, se a área for aberta à 
população. É necessária a remoção de toda a infraestrutura de mina (oficinas, 
transporte de equipamentos, etc). Também, é preciso determinar o uso subsequente 
do solo após a exaustão da mina. 
 
1.4 Estudo para a Escolha do Método de 
Explotação MÉTODO DE 
EXPLOTAÇÃO 
Os métodos de explotação empregados para a lavra do depósito mineral são 
basicamente determinados pelas características do próprio depósito mineral e pelos 
limites impostos pela segurança, tecnologia, preocupações ambientais, e economia. 
Fatores geológicos, como o mergulho, forma e volume do minério e da rocha 
encaixante, também, desempenham papel importante na escolha do método de 
explotação. 
 
Do ponto de vista econômico, a explotação de uma jazida visa a retirada 
sistemática do elemento de interesse pelo método de lavra com maior retorno 
financeiro dos investimentos empregados. 
 
Deste modo, a explotação de uma jazida envolve conceitos técnicos e econômicos. 
De forma geral, o método de Explotação envolve um conjunto procedimentos e 
processos utilizados para a remoção da substância mineral útil contida numa fração 
da jazida. Este conceito é mais abrangente que o método de desmonte, pois 
envolve uma série de informações sobre a jazida, como: domínio dos terrenos; tipo 
de preparação; posição das vias de transporte; forma, extensão, orientação e 
sentido de progressão da frente de lavra; formas de escoamento e transporte do 
material lavrado; colocação de escoramentos e sustentação das escavações; 
desenvolvimento na horizontal e na vertical da explotação. 
10 
 
 
Já o método de desmonte, é definido como o conjunto de processos utilizados 
para proceder ao arranque do minério do maciço. Trata-se de um conceito mais 
restrito, pois engloba apenas o conjunto de operações necessárias à extração da 
substância útil da frente de trabalho. 
 
A escolha do método de lavra mais adequado para uma jazida mineral envolve a 
avaliação de fatores geológicos, tecnológicos, econômicos, segurança e ambientais. 
São fatores que variam de acordo com o tipo de depósito, os seus contrôles 
(litológicos, estruturais), a sua localização e o mercado consumidor. 
 
De forma mais específica, a escolha ou seleção do método de explotação 
deve levar em conta os seguintes fatores e critérios: 
 
Fatores de Seleção: 
 
- Profundidade, forma e dimensões do corpo mineralizado. 
- Localização geográfica da jazida (acessos, escoamento da produção) 
- Características mineralógicas e geotécnicas da rocha hospedeira do minério e da 
rocha encaixante 
- Distribuição dos teores do minério na jazida 
- Potencial do mercado consumidor (cenário econômico) 
- Regulamentação ambiental vigente. 
 
Critériosde Seleção: 
 
- Confiabilidade das reservas de minério avaliadas 
- Rendimento e produtividade do método de lavra escolhido 
- Segurança do pessoal e produtividade na lavra 
- Recuperação no beneficiamento 
- Porcentagem de diluição dos teores na lavra. 
 
PRINCIPAIS EXIGÊNCIAS PARA A EXPLOTAÇÃO DE UMA JAZIDA 
 
Na explotação de uma jazida devem tomar-se em conta as seguintes exigências: 
1. Segurança dos trabalhos na lavra e na usina de beneficiamento 
2. Custo mínimo na explotação do mineral e obtenção do produto final 
3. Elevado rendimento do trabalho 
4. Perdas e diluição mínimas do minério na lavra e no beneficiamento 
5. Cumprimento do plano de lavra 
6. Criação de condições favoráveis para o trabalho 
7. Mecanização efetiva dos trabalhos mineiros e criação de possibilidades para 
uma ampla automação dos processos de produção 
 
A segurança dos trabalhos mineiros é atualmente uma das principais exigências da 
legislação trabalhista específica para o setor. 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS MÉTODOS DE EXPLOTAÇÃO 
 
Há uma variedade de classificações para os métodos de explotação 
baseadas nas características geológicas e geotécnica dos depósitos (Peele, 1941; 
Young. 1946; Lewis & Clark, 1964). 
Hartman, L.H. & Mutmansky J.M. (2002), apresentam uma classificação 
dos métodos de explotação que se aplica a maioria dos depósitos minerais 
conhecidos e envolve tanto os métodos à céu aberto como os em subsuperfície. 
Além de genérica, esta classificação considera os custos comparativos entre os 
11 
 
diferentes métodos (Tabela 1.1). 
 
Tabela 1.1 Classificação dos Métodos de Explotação segundo Hartman, L.H. & 
Mutmansky J.M. (2002). 
Local Classe Subclasse Método
 
Minérios Custos 
Relativos 
(%) 
Superfície 
(céu aberto) 
Mecânico - 
*
Open pit (Bancadas em 
flanco e em cava) 
Metais, 
não metais 
5 
 Pedreiras Não 
metais 
100 
 *Open cast (Lavra por 
tiras) 
Carvão, 
não metais 
10 
 Auger mining Carvão 5 
 Aquoso Plácer Hidráulico Metais, 
não metais 
5 
 Dragagem Metais, 
não metais 
< 5 
 Solução Borehole mining Não 
metais 
5 
 *Lixiviação Metais 10 
 
* Métodos de explotação mais importantes e comumente usados. 
Métodos convencionais de explotação agrupam-se em duas categorias: a 
céu aberto e subterrâneos. A lavra a céu aberto compreende métodos de escavação 
mecânicos: lavra de bancadas: em flanco e em cava (open pit) e lavra de tiras (open 
cast ou strip mining) e, métodos aquosos (lavra de pláceres) e mineração por 
(borehole mining). 
 
Corpos mineraisde grande grande espessura, geralmente são lavrados em 
bancadas ou degraus, enquanto que depósitos minerais estreitos podem requerer 
para sua lavra uma única face ou bancada. 
 
Lavra de bancadas e lavra por tiras são usualmente empregados em 
explotação de depósitos minerais superficiais ou aqueles que apresentam baixo 
volume de capeamento. Estes frequentemente precisam de um grande capital de 
investimento, porém geralmente apresentam elevada produtividade, baixos custos 
de operação e boas condições de segurança. 
 
Os métodos de extração aquosos dependem basicamente da disponibilidade 
de água ou meio líquido (Ex. ácido sulfúrico diluído, solução fraca de cianeto ou 
carbonato de amônia) para a extração mineral. Lavra de plácer é usado na 
explotação de minerais pouco consolidados como areia, cascalho, cascalho 
contendo Au, Sn, diamantes, Pt, Ti. Já a lavra hidráulica utiliza a injeção direta no 
corpo de minério de jatos de água sob pressão para sua remoção através da ação 
erosiva da água. A dragagem é executada com dragas flutuantes completando a 
extração mecânica ou hidráulica. Métodos de extração por solução incluem furos 
longos (borehole mining) na extração de cloreto de Na ou enxofre e lixiviação 
através de em pilhas disposta na superfície. 
 
Lavra de pláceres e mineração por solução estão entre os mais econômicos 
de todos os métodos de explotação, porém somente podem ser aplicados em 
poucas categorias de depósitos minerais. 
12 
 
UNIDADE II: OPERAÇÕES MINEIRAS 
 
2.1 Operações Fundamentais e Ciclos 
 
Durante as fases de desenvolvimento e explotação de uma jazida, notadamente 
operações unitárias semelhantes são normalmente desenvolvidas de forma cíclica, visando 
à extração e transporte dos minérios lavradoas. 
 
As operações mineiras compreendem operações de produção e operações 
auxiliares. As atividades relacionadas diretamente a extração mineral são conhecidas como 
operações de produção, enquanto que aquelas sustentam e apoiam as operações de 
produção são denominadas operações auxiliares (Figura 2.1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.1 - Fluxo de operações mineiras. a) MRN, b) VALE 
 
O ciclo de produção para extração de minerais emprega operações unitárias que 
são normalmente agrupadas em: escavação - carregamento (arranque - carregamento) e 
transporte - descarregamento. Para a escavação de minérios de dureza elevada (minerais 
coerentes) são empregados métodos de perfuração e detonação, denominados de etapa de 
desmonte das rochas. Já, depósitos brandos (minerais incoerentes), são escavados 
diretamente por métodos mecânicos, compreendem atividades de arrasto e carregamento 
(transporte horizontal) e algumas vezes atividades de içamento (transporte vertical ou 
inclinado). 
 
CICLO DE PRODUÇÃO 
 
O ciclo básico de operações usado na produção e extração de minérios compreende quatro 
operações básicas (Figura 2.2): 
 
CICLO DE PRODUÇÃO = ESCAVAÇÃO + CARRE GAMENTO +TRANSPORTE + 
DESCARREGAMENTO 
 
Perfuração – Detonação Arrasto – Içamento 
(ARRANQUE) 
13 
 
 
 
O ciclo de operações em minas superficiais e subterrâneas difere primariamente 
pela escala dos equipamentos, sendo freqüentemente alterado de acordo com os tipos de 
equipamentos utilizados e a melhor tecnologia adotada para o processo de produção. Além 
do ciclo de operações de produção, certamente operações auxiliares devem ser executadas 
em vários casos. Mineração subterrânea, usualmente inclui escoramento de escavações, 
ventilação, iluminação, bombeamento, etc. 
 
2.2 Operações de Produção 
 
PREPARAÇÃO DAS ROCHAS PARA SUA EXTRAÇÃO 
 
A preparação das rochas para sua extração depende fundamentalmente das 
características físico-mecânicas do maciço de rochas e pode estar ausente em rochas 
incoerentes (brandas ou moles) que não requerem preparação prévia. A preparação das 
rochas para o arranque engloba de 5 a 40% do custo total de extração. 
 
De acordo com o grau de dificuldade da rocha para sua extração, ou seja, o seu 
fator de resistência (f), a escala de Protodiakonove (Tabela 2.1) classifica os maciços em 
10 grupos: nos grupos I, II, e III estão as rochas de alto coeficiente de resistência, f entre 8 
e 20 (rochas duras a muito duras); nos grupos IV e V estão as rochas de dureza mediana (f 
entre 7 e 4) e nos grupos VI até X as rochas mais moles (f < 4). 
 
 
Tabela 2.1 - Escala de Protodiakonov 
Categoria Grau de dureza Rocha Fator de 
resistência 
(f) 
I Rochas 
extremamente 
duras 
Rochas de dureza excepcional (Quartzitos, 
basaltos duros e compactos) 
20 
II Rochas muito 
duras 
Rochas graníticas muito duras 
pórfiroquartzosas, granitos muito duros, xistos, 
quartzitos de minério, arenitos e calcários 
cristalizados 
15 
III Rochas duras Granitos compactos, arenitos e calcários muito 
duros, veios de quartzo metalíferos, 
conglomerados duros, minerais de ferro muito 
duros 
8 
IIIA Rochas duras Calcários duros, granitos de menor dureza, 
arenitos duros, mármores duros, dolomita 
8 
IV Rochas 
medianamente 
duras 
Arenito comum, minerais de ferro 7 
14 
 
IVA Rochas 
medianamente 
duras 
Xistos arenosos, arenitos xistosos 6 
V Rochas 
semidur 
as 
Xistos argilosos duros, arenitos e calcários de 
menor dureza, conglomerado brando 
5 
VA Rochas 
semidur 
as 
Vários xistos de menor dureza 4 
VI Rochas 
medianamente 
Moles 
Xistos moles, calcário muito mole,gesso, 
antracito, arenito fragmentado 
3 
 
 
VIA Rochas 
medianamente 
moles 
Aluviais duros, terrenos argilosos, 
argila arenosa 
2 
VII Rochas moles Argila. hulha 1 
VIIA Rochas terrosas Terra vegetal, turfa. 0.8 
VIII Rochas terrosas Terra argilosa mole, areia úmida 0.6 
IX Rochas soltas Areias, detritos rochosos, hulha 0.5 
X Rochas 
movediças 
Terrenos movediços, soltos, pântanos, 0.3 
 
 
PREPARAÇÃO DAS ROCHAS PARA EXTRAÇÃO – Desmonte e Fragmentação 
 
Denomina-se Desmonte e/ou Fragmentação a liberação de grandes massas de 
rochas resistentes do maciço. Tradicionalmente são conhecidos dois tipos diferentes de 
métodos de Desmonte e Fragmentação das rochas: perfuração e detonação (arranque por 
explosivos no caso de massas minerais coerentes) e fragmentação com meios mecânicos: 
escarificadores e jatos de água sob pressão (no caso de massas incoerentes). 
 
A fragmentação visa quebrar as rochas segundo o tamanho e a forma desejáveis. A 
tabela 2.2 apresenta a classificação dos métodos de fragmentação de acordo com forma de 
energia aplicada sobre a rocha. 
Tabela 2.2 - Classificação dos métodos de fragmentação baseados sobre a forma de energia 
aplicada: 
 
Forma de energia aplicada Método Agente ou equipamento 
Química Detonação/explosão Explosivo de elevada energia, 
agente de dinamitação, 
oxigênio liquido, pólvoras 
negras. 
Reação “Abrandamento” ou 
mitigação da rocha, 
dissolução 
Mecânica Pneumático Ar comprimido ou cilindros 
de dióxido de carbono 
15 
 
Escarificadores 
mecânicos 
(rippers) 
Lâmina de rippers, lâmina de 
bulldozers 
Impacto/choque Martelos hidráulicos, 
dispositivo de pingar (gota) 
Fluido Mineração de solos Monitores hidráulicos 
Mineração de rochas Jatos de água a pressão 
Elétrica Arco elétrico ou corrente Perfuração elétrica 
 
 
 
 
Os métodos empregados para a perfuração e detonação de rochas de elevada 
resistência serão especificados e detalhados em um Módulo Optativo do curso a ser 
ofertado em Março de 2020. Trata-se de um curso de desmonte e fragmentação de rochas 
com o uso de explosivos, com carga horária de 30 horas, o qual habilita os concluintes a 
desenvolverem essas operações em trabalhos mineiros ou em abertura de túneis de 
rodovias e ferrovias. Deste modo, trataremos a seguir apenas os métodos mecânicos de 
fragmentação de maciços, ou seja, com o emprego de escarificadores e jatos de água sob 
pressão. 
 
ESCARIFICADORES MECÂNICOS (RUSTER, RIPPERS) 
 
 Os escarificadores (rippers) são equipamentos de acionamento hidráulico ou por cabos 
(guincho, polias e cabos de aço), compostos de um ou mais dentes montados na traseira de tratores e 
patrols (Figura 2.4). O peso do equipamento, o seu deslocamento e a forma dos dentes (curvados, 
retos, combinados) proporcionam a penetração no solo/rocha executando seu arranque. 
 
 Para se obter o rendimento máximo do arranque é necessário que os dentes do ripper penetrem 
quase totalmente no solo. 
 
Figura 2.4 - Representação de um “ripper”. 
 
O ripper é muito eficaz para trabalhos de preparação, de desmonte e de limpeza de 
terrenos virgens, facilitando o trabalho posterior de outros equipamentos de escavação 
(scrapers). O uso do ripper em mineração é bastante difundido, principalmente em 
decapeamento de jazidas cuja consistència do maciço nãopermite o desmonte com a 
própria lâmina do trator. Nesse caso, faz-se a escarificação em toda a área a ser removida 
e, posteriormente, executa-se a remoção com a lâmina do trator. 
 
 Os rippers são utilizados para desagregar e arrancar solos muito compactos, argilas 
duras, granito descomposto, xistos argilosos, rochas estratificadas, etc, ou seja são 
característicos de rochas relativamente brandas. 
As vantagens do uso dos escarificadores são: menor custo de produção da preparação 
das rochas, maior segurança, menor contaminação do minério, ausência de abalos sísmicos 
que permite o seu emprego em áreas próximas a instalações mineiras e povoados. 
16 
 
Como condições desfavoráveis ao emprego do escarificador, temos as seguintes: 
maciços homogêneos sem planos de falhas ou fraturas, rocha de granulação fina e 
compacta e rocha muito argilosa. 
 
ESCAVAÇÃO E CARREGAMENTO: PRINCÍPIOS E ESCOLHA DE 
EQUIPAMENTOS 
 
A extração e elevação de materiais: fragmentado ou in-situ é chamada de escavação ou 
carregamento. 
 
Escavação ou carregamento são operações unitárias primárias em qualquer operação 
mineira, desenvolvidas através do emprego de vários equipamentos mineiros, classificados 
em função do local da mineração, a céu aberto ou subterrânea e da continuidade da 
operação (principio de operação): cíclicos ou contínuos (Tabela 2.3). 
 
No caso das operações cíclicas, os equipamentos normalmente realizam em simultâneo 
as operações de carga e transporteo. Os equipamentos mais utilizados são os dumpers, as 
pás mecânicas, e as dragas, sendo esta última determinante quando os trabalhos se 
desenvolvem em profundidade (Figura 2.5 e 2.6). 
Tabela 2.3 - Classificação dos métodos de escavação carregamento e equipamentos : 
 
Operação Categoria ou método Equipamento (aplicação) 
 
Céu aberto 
(superficial): 
 
Cíclica 
Shovel Escavadeira tipo shovel (pá), carregadeira 
frontal (pá carregadeira), escavadeira 
hidráulica, retroescavadeira - back shovel 
(mineração de Au/dragagem, decapeamento) 
Dragline Escavadeira de arrasto - drag-line (pláceres, 
dragagem) 
Bulldozer Trator de esteira com lâmina e escarificador - 
unidade escavo-empujadora (escavação em 
frentes de rochas: brandas, desagregada com 
escarificadores, explosionadas) 
Scraper Scraper rebocado, scraper automotriz – 
motoscraper (escavam, carregam e transportam 
materiais de consistência média a distâncias 
médias) 
Blasting 
(dinamitação) 
Decapeamento com explosivos (dinamita) 
 
Continua Wheel 
escavator(BWE) 
Escavadeira mecânica 
loader Escavadeira continua por roda de caçambas - 
bucket Wheel (escavação de solos, carvão) 
Highwall mining Trenchers e ditchers: (escavação por meio de 
cabeças rotativas que desagregam o material e 
posteriormente removido por correias 
transportadoras) 
 
Hidráulica Monitores ou hidromonitores 
(aluviões/pláceres) 
17 
 
 
 
 
Dragagem Dragas: bucket wheel, bucket chain (pláceres) 
 
 
 
 
Figura 2.5- Equipamentos para decapeamento e escavação convencional em bancadas a céu aberto: 
(a) pá carregadeira; (b) motoscraper; (c) retroescavadeira; (d)escavadeira shovel; (e) trator de esteira (com lâmina e escarificador); (f) escavadeira hidráulica. 
 
Nas operações contínuas em que certos equipamentos combinam ou realizam 
simultaneamente o arranque e a remoção, as operações de corte, perfuração e uso de 
explosivos são eliminadas, sendo o arranque e a carga (extração) realizados 
simultâneamente (Figura 2.6). 
 
A adoção de um sistema contínuo, em lavra a céu aberto, está essencialmente 
dependente da inclinação dos taludes, ou seja, da profundidade da exploração e da 
coesão e granulometria do material. Nas operações mineiras de superfície ou a céu 
aberto, os equipamentos mais comuns em sistema contínuo são as correias (ou telas) 
transportadoras e os minerodutos. 
18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.7 - LHDs (Load - haul - dump) 
 
 
 
 
 
Figura 2.6 - Tipos de dragas: (a) draglines; (b) bucket chain; (c) bucket wheel; (d) clamshells. 
 
Nas operações mineiras subterrâneas, os equipamentos usados para 
carregamento são de grande diversidade de tipos e tamanhos,os principais são: 
 
* carregadeiras tipo overshot: são equipamentos que coletam o material 
desmontado e o descarregam atrás de si, geralmente em vagonetas; podem locomover-
se sobre trilhos, sobre lagartas ou eventualmente sobre pneus, com acionamento a ar 
comprimido e caçambas com capacidade de 0,14 a 0,60 m3; 
 
* rastelos (slushers): são equipamentos que arrastam o minério a distâncias de 15 a 
120 m, sendo acionados por ar comprimidoou eletricidade; 
 
* pás carregadeiras rebaixadas (LHDs): são equipamentos similares às 
carregadeiras convencionais, porém com perfil mais baixo para trabalhar em túneis e 
galerias de pequena altura; geralmente de acionamento a diesel, articuladas no centro, 
com caçambas de 0,4 a 10 m3 (Figura 2.7); 
19 
 
Figura 2.8 - Operações fundamentais de uma explotação de rocha industrial. 
 
 
 
Os equipamentos de escavação executam em seu trabalho quatro operações 
básicas, que podem ocorrer em sequência ou, as vezes, com simultaneidade parcial, a 
saber: escavação ou corte, carga da caçamba, transporte e descarga (Figura 2.8). 
 
Com o aumento da produtividade e visando tornar o processo global mais 
eficiente, tem se eliminado ou combinado uma ou mais operações mineiras. Por 
exemplo o trator de esteiras executa as três primeiras simultaneamente para, em 
seguida, descarregar e espalhar o material escavado. As unidades escavo-carregadoras, 
apenas executam as duas primeiras. Equipamentos de arranque e carga de ação 
contínua realizam o arranque e carregamento das rochas incoerentes (moles), rochas 
friáveis e a granel (pulverulentas), eliminando-se operações de perfuração e explosão 
de rochas. Extração e carregamento são executados em uma única função (escavação). 
Materiais moles são extraídos em uma única operação, quando empregados 
equipamentos que combinem operações de carregamento e arrasto, semelhante às pás 
carregadeiras rebaixadas LHD (load - haul - dump). 
 
 
Visando executar uma atividade de mineração mais eficiente, novas e mais 
avançadas técnicas de fabricação de equipamentos tem sido desenvolvidas, 
possibilitando aumentar o tamanho do equipamento de forma que sua produtividade, 
também, é aumentada e o custo de operação diminuiu por unidade de material extraído. 
Por exemplo, a escala de equipamentos mineiros usados na lavra a céu aberto tem 
aumentado significativamente, limites superiores subiram até 360t de capacidade para 
caminhões fora de estrada, drag-lines com caçambas de 220jd3 (170m3) de capacidade, 
escavadeira shovel de superfície de 180jd3 (140m3) de capacidade, escavadeiras 
shovels elétricas 80jd3 (61m3). 
 
As razões principais para fabricação de equipamentos mineiros gigantescos na 
lavra a céu aberto são encontradas na sua alta produtividade e baixos custos de 
operação. Em parte, isto é devido a computadores e tecnologia de melhor 
automatização, implementados atualmente neste tipo de equipamento. 
20 
 
 
 
 
A escolha dos principais equipamentos usados em operações mineiras de 
escavação, carregamento compreende um vasto número de fatores agrupados 
basicamente em quatro categorias: a) fatores de desempenho (produtividade, tempo do 
ciclo mínimo, esforço de tração, raio de escavação, capacidade da caçamba e 
confiabilidade; b) fatores construtivos: tecnologia empregada, tipos de controle e 
energia disponíveis; c) fatores de manutenção: serviços de manutenção e reparo de 
equipamentos e; d) fatores econômicos: provavelmente a categoria mais importante na 
escolha do equipamento, o custo de aquisição e operação de equipamentos mineiros 
pode ser estabelecido por procedimentos de estimação standard. 
 
Atualmente estes equipamentos estão competindo até mesmo com métodos de 
desmonte por explosivos em rochas compactas sendo por vezes mais rápidos, 
eficientes e de menor custo. São, entretanto, máquinas caras e muito específicas; cada 
equipamento possuí capacidade de escavar somente uma determinada seção e um tipo 
de rocha (seja macia ou resistente), não aceitando normalmente variações litológicas 
nem intercalações de diferentes tipos de materiais a escavar ao longo do túnel ou 
mesmo materiais muito abrasivos, pois a face cortante não pode ser facilmente trocada; 
os raios de curvatura são limitados e a presença de água não prevista pode representar 
problemas. 
Normalmente só são empregados em túneis de mais de um quilômetro de 
extensão, devido a dificuldades de transporte, montagem e mobilização. Têm a 
vantagem de manter a frente e o perímetro do túnel em situação muito estável e segura, 
não os abalando por detonações, reduzindo-se com isso os gastos com suporte e 
revestimento. 
 
Os menores TBMs escavam túneis de seção de 1,5 x 2,4 m, alcançando seções 
de até 10 m de diâmetro, com rotações de até 8 rpm e pressões de 0,4 MN/m2. Os 
instrumentos de cabeça cortante variam com o tipo de rocha podendo desagregar 
rochas com resistência de até 300 Mpa, sendo maior ou menor a facilidade para o 
corte, função da resistência à compressão simples. Por vezes a velocidade de avanço é 
limitada pela dificuldade de remoção do material cortado e não pela capacidade de 
corte propriamente dita. Adicionalmente, quando o material da frente de escavação é 
muito inconsolidado e com presença de água sobre pressão, ele tende a fluir para 
dentro do túnel. Com isso, além de drenos sub-horizontais para reduzir a pressão 
hidrostática e drenar a frente, muitas vezes é feito um tratamento do maciço a escavar, 
com execução de uma sequência de furos em leque aproximadamente paralelos ao 
eixo do túnel, junto à abóbada e eventualmente nas paredes sendo então injetada calda 
de cimento ou substâncias químicas que criam uma carapaça mais ou menos resistente, 
permitindo o avanço da escavação. O desabamento de escavações subterrâneas pode 
ser evidenciado até na superfície do terreno provocando fenômenos de subsidência. 
 
 
TRANSPORTE DE CARGAS (ESTÉRIL/MINÉRIO) - ARRASTO E 
IÇAMENTO: PRINCIPIOS E ESCOLHA DE EQUIPAMENTOS 
 
O mineral arrancado nas frentes de trabalho é transportado por métodos de 
arrasto (principalmente horizontal) e içamento (principalmente vertical). Os 
equipamentos que executam estas operações são classificados na mesma base dos 
equipamentos de escavação (Tabela 2.4). 
21 
 
 
 
 
O transporte de minérios emprega uma grande variedade de equipamentos. 
Transporte de caminhões e transportadores (conveyors) prevalecem em minas de 
superfície. Em minas subterrâneas, transporte ferroviário (vagões), caminhões 
subterrâneos (possuem perfil rebaixado para túneis de pequena altura), trens de carga, 
LHDs e transportadores são amplamente usados (Figura 2.11, 2,12 e 2.13). 
 
Os equipamentos de transporte executam em seu trabalho, também, quatro 
operações básicas: carga da unidade, transporte, descarregamento e retorno vazio 
(posicionamento para o carregamento). 
 
Tabela 2.4 - Classificação dos métodos de transporte e equipamentos: 
 
Operação Método Distancia de arrasto 
Céu aberto 
(superficial): 
 
Cíclica Férreo (trem) Ilimitada 
 Caminhão (fora de estrada) 1 -10 mi 
(1,6 - 16 Km) 
 Caminhão (dumper) 0,2 -5 mi 
(0,3 - 8 Km) 
 Scraper 500 -5000 ft 
(150 - 1500 m) 
 Carregadeira frontal < 1000 ft (300 
m) 
 Bulldozer < 500 ft (150 
m) 
 Skip < 8000 ft vertical 
(2400 m) 
 Bonde aéreo 0,5 -5 mi 
(0,8 - 8 Km) 
Continua Correia transportadora 0,2 -10 mi 
(0,3 - 16 Km) 
 High-angle conveyor (HAC) < 1 mi 
(1,6 Km) 
 Transportador hidrúlico (pipeline-oleoducto) Ilimitada 
Subterrânea: 
Cíclica Férreo (trem) Ilimitada 
 Caminhão, vãgoes 500 -5000 ft 
(150 - 1500 m) 
 Rastelo (scraper) 100 -300 ft 
(30 - 90 m) 
 LHD 300 -2000 ft 
(90 - 600 m) 
 Skip, gaiola < 8000 ft vertical 
22 
 
 
 
 
Continua Transportadores (correias, cadeia, 
aéreo, trilhos) 
0,2 -5 mi 
(0,3 - 8 Km) 
 Transportador hidráulico Ilimitado 
 Transportador pneumático ilimitado 
 
Os fatores considerados na escolha dos sistemas de transporte são similares 
aqueles considerados nos equipamentos de escavação. Adicionalmente, a escolha leva 
em conta o tipo de material, o volume a transportar e a distancia de transporte. 
 
Figura 2.11 - Equipamentos de transporte a céu aberto. 
23 
 
 
 
 
 
Figura 2.13- Equipamentos de transporte contínuos. 
 
 O sistema e o circuito de transporte podem ser de dois tipos: a) contínuo - ex. correias 
transportadoras, b)cíclico - ex. caminhão fora de estrada (Figuras 2.11, 2.12 e 2.13). 
 
A Tabela 2.5 sintetiza algumas das principais características dos equipamentos 
de transporte. A maioria destes equipamentos são usados tanto em minas a céu aberto 
como subterrâneas. Contudo, os equipamentos usados na lavra subterrânea são 
frequentemente mais comprimidos (rebaixados) e de menor capacidade que os 
equipamentos usados em minas superficiais. 
 
 
Tabela 2.5 - Comparação entre as unidades principais de transporte: 
 
 
Equipamento Vantagens Desvantagens 
 
Bulldozer 1. Flexível 
2. Bom esforço trator 
(gradeability) 
3. Trabalha em terrenos 
acidentados 
1. Limitada distancia de arrasto 
2. Descontínuos 
3. Baixa produção, baixa 
velocidade (lentos) 
Caminhões 1. Flexível e manobrável 
2. Fragmentos grandes, 
rochas maciças 
3. Moderado esforço trator 
1. Requer boas 
estradas de transporte 
2. Lento em época chuvosa 
3. Elevados custos de operação 
Scraper 1. Flexível e manobrável 
2. Bom esforço trator 
1. Pode precisar de “pusher” 
para auxiliar o carregamento 
2. Limitado a solos e pequenos 
fragmentos 
3. Elevados custos de operação 
24 
 
Trem 1. Elevada produção, baixo 
custo 
2. Ilimitada distancia de arrasto 
3. Fragmentos grandes, 
rochas maciças 
1. Elevado custo de 
manutenção das vias 
2. Pobre esforço trator 
3. Elevados investimentos de 
capital 
Correia 
Transportadora 
1. Elevada produção, contínuo 
2. esforça trator muito bom 
3. Baixos custos de operação 
1. Inflexível 
2. Exigências ao material 
transportado (fragmentos pequenos) 
3 . Elevados investimentos de capital 
 
As unidades transportadoras são utilizadas em operação conjugada com as 
unidades escavo-carregadoras realizando as operações básicas de transporte e de 
descarga. Normalmente, as condições de balanceamento entre as unidades são 
estabelecidas pelo sincronismo das operações de carregamento e transporte. 
 
 
CONDIÇÃO DE SINCRONISMO 
 
A condição de sincronismo considera que a produção da unidade escavo- 
carregadeira é igual à capacidade de produção da frota de transporte, desde que o fluxo 
de material carregado seja absorvido pela frota de transporte, sem que haja espera de 
qualquer dos equipamentos. Isto é: 
 
Q unidade escavo-carregadeira = Q frota de transporte 
 
Sendo a frota de transporte constituída por N veículos de capacidade C, cujo 
tempo de ciclo de transporte seja Tc, temos: 
 
Q carregadeira = c . ϕ . 1/ tc . R = NC . ϕ . 1/ Tc . R (R = 100%) 
 
Admitindo-se que a capacidade solta da caçamba da unidade de transporte seja 
igual a “n” vezes a capacidade solta da caçamba da carregadeira, temos: 
C = n . c c / tc = N . n . c / Tc N = Tc / n . tc 
 
 
Sendo: n . tc o tempo de carga do caminhão n . tc = tcarga 
Assim, N = Tc / tcarga sendo: Tc = tempo de ciclo 
de transporte (R = 100%) tc = 
tempo de carga do veículo 
 
Conclui-se, que se R = 100%, a condição de balanceamento entre a unidade 
escavo - carregadeira e a frota de transporte será obtida por N veículos. Por outro lado, 
a experiência mostra que deve haver adequação entre a capacidade da caçamba da 
carregadeira e a da unidade transportadora, e o “n” deve está compreendido entre 3e 6. 
 
Com 2 caçambas, provavelmente devido à rapidez da carga, poderá haver 
espera no posicionamento da unidade transportadora seguinte e, com mais de 6 
caçambas, o tempo de carga cresce inutilmente, fazendo com que a unidade 
transportadora aumente desnecessariamente o seu tempo de ciclo. 
 
O número N poderá não ser inteiro. Nessa hipótese, podemos optar pelo uso do 
25 
 
número inteiro imediatamente inferior ou superior. Se adotarmos o número 
imediatamente inferior, haverá pequena falta de unidades transportadoras e a 
carregadora terá espera e a produção global será governada pela frota de transporte. Na 
outra hipótese, haverá, obviamente, espera da unidade transportadora e a produção será 
governada pela produção máxima da carregadeira. 
 
 
 
TEMPO DO CICLO DO TRANSPORTE 
 
O tempo do ciclo de transporte Tc é frequentemente afetado por fatores 
imprevistos que tendem, em geral, a aumentá-lo, como por exemplo, o uso de 
equipamentos de transporte com diferentes características de desempenho (por 
fabricação, por estado mecânico deficiente). A própria atitude do operador ou 
motorista poderá levar a maiores ou menores tempos de percurso. Eventualmente até 
os problemas do tráfego local poderão afetar a produção de maneira sensível, 
especialmente nos trabalhos em zona urbana. 
O tempo do ciclo da unidade de transportadora será composto pelos seguintes 
tempos elementares: 
 
- tempo de carga da unidade (tf) 
- tempo de transporte carregado (tv) 
- tempo de manobra e descarga (tf) 
- tempo de retorno vazio (tv) 
- tempo de posicionamento para a carga (tf) 
 
São considerados fixos os tempos de carga, manobras, descarga e 
posicionamento, enquanto os de transporte são variáveis, pois dependem das distancias 
percorridas. 
 
Os tempos variáveis serão calculados para as unidades transportadoras de acordo com: 
 
1. Decomposição do trajeto em segmentos, dos quais sejam conhecidos os 
comprimentos e a inclinação das rampas. 
2. Determinação da soma das resistências em cada segmento. 
3. Determinação da velocidade em cada segmento, pela utilização do diagrama tração 
por velocidade. 
4. Determinação do tempo gasto no percurso de cada segmento, através do seu 
comprimento e da velocidade do equipamento. 
 
 
FATOR DE REDUÇÃO DE VELOCIDADE 
 
A velocidade média, a ser atingida num determinado trecho, dependerá da 
velocidade máxima calculada, afetada de um fator de redução, que por sua vez é 
função das seguintes variáveis: 
 
- Relação peso / potência - Velocidade inicial ou final 
- Comprimento do trecho - Fatores desfavoráveis 
 
a) Quanto menor a relação peso / potência, mais facilmente o veículo conseguirá a 
sua aceleração e o fator de redução será numericamente maior, e inversamente. 
 
b) A quantidade de movimento com que a unidade entra num trecho, dependendo da 
velocidade inicial ou final, afeta sensivelmente o fator de redução. 
 
Um veículo que entra ou sai de um segmento, na (ou próximo da) velocidade 
26 
 
máxima, terá o fator de redução muito perto de 1,0, enquanto aquele que inicia o 
movimento ou deve diminuir a velocidade ao final do trecho, terá obviamente valores 
mais reduzidos. 
 
c) A quantidade de movimento e aceleração (ou desaceleração) afeta apenas o inicio 
(ou o fim) do movimento do veículo no trecho. O comprimento será outro fator a 
ser tomado em conta, pois, quando for muito curto e o veículo parte do repouso ou 
possui velocidade inicial baixa, não haverá tempo para atingir, a velocidade de 
regime, e fator de redução será grande. 
 
d) Há certos fatores negativos ou obstruções no trajeto que podem diminuir 
substancialmente a velocidade, de maneira que o fator de redução diminui 
paralelamente, a saber: curvas fechadas, má visibilidade, estreitamento da pista, 
congestionamento de muitas unidades, resistência ao rolamento muito variável, 
pistas muito úmidas, grandes trechos em declive muito pronunciado, etc. 
 
Operações Auxiliares: Classificação. Importância 
 
Operações auxiliares compreendem todas as atividades de apoio e 
complementação à escavação em si (ciclo de produção). Muitas das unidades de 
operações auxiliares podem ser programadas previamente ou executadas após o ciclo 
de produção, porém não interferem com as operações de produção e contribuem 
indiretamente à produção. Os serviços complementares como estabilização das 
escavações e ventilação são executadas como uma parte integrante do ciclo de 
produção, se estas são essenciais à saúde e segurança ou para produção eficiente. 
 
Algumas minas tendem a designar as operações auxiliares como uma função 
particular e de baixa prioridade, devido a que operações unitárias não geram lucro 
nenhum. Contudo, o planejamento de mina (gerentes de minas) tem que assegurarque 
estas operações recebem atenção formal, sem esquecer que avanços tecnológicos e 
operações globais eficientes fazem parte das operações auxiliares. Dada sua 
importância, as operações auxiliares devem ser estudadas e aperfeiçoadas em toda 
operação mineira. Muitas das operações auxiliares comuns em operações mineiras são 
apresentadas na Tabela 2.6. A maioria, classificadas como operações de apoio ao ciclo 
de produção, entretanto operações unitárias associadas com desenvolvimento e 
recuperação, também, são incluídas. 
 
 
DRENAGEM DA MINA - CONTROLE DE ÁGUAS 
SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS 
 
As escavações, tanto em rocha como em solo comumente atingem os lençóis 
freáticos, acarretando com isso a necessidade de remoção das águas subterrâneas, além 
das pluviais, para permitir o trabalho dos equipamentos e prosseguimento das 
atividades. Para tanto, são utilizados diferentes métodos, em função das características 
geométricas da escavação e hidrogeologia da área. 
 
* abertura de valetas ou cavas a céu aberto. 
 
* drenos perfurados: são furos normalmente sub-horizontais (em taludes a céu aberto 
ou galeria), em minerações subterrâneas, podem também ser sub-verticais. 
 
* poços escavados em diâmetros variáveis, sendo usados em materiais permeáveis que 
permitem um rápido fluxo de água para seu interior. 
 
* sumps ou escavações no fundo da cava, que normalmente recolhem não só a água 
27 
 
subterrânea, mas também águas pluviais para posterior bombeamento em cavas 
fechadas e também em escavações subterrâneas 
 
* wellpoint ou poços-ponteira 
 
* poços perfurados de grande diâmetro - método muito usado em minerações a céu 
aberto. sendo normalmente perfurado em baterias convenientemente posicionadas e 
continuamente bombeadas de forma a permitir um pré-rebaixamento que vai 
evoluindo com o aprofundamento da cava 
 
* galerias de drenagem: em algumas situações, podem ser construídas galerias que 
atingem cotas inferiores à cota mínima da escavação em execução. A partir dessa 
galeria, perfuram-se drenos sub-verticais que conduzem a água subterrânea até essa 
galeria podendo ser esgotada por gravidade ou bombeamento. 
 
* construção de ensecadeiras, geralmente construídas com solo utilizando técnicas de 
construção de barragens, isolando parte de uma área para escavação e 
aprofundamento, muito utilizada na construção de usinas hidrelétricas. 
 
Para o desaguamento, existem bombas de capacidade de sucção e de recalque 
das mais diversas capacidades: algumas trabalham somente com água limpa, outras 
com lamas espessas. Podem ser submersas ou flutuantes. 
 
 
Tabela 2.6 - Classificação das operações auxiliares em mineração: 
 
 
Função Operação a céu aberto Operação subterrânea 
Explotação 
Saúde 
segurança 
e - Controle do desprendimento de 
poeira* 
- Diminuição de ruído 
- Prevenção de combustão 
espontânea* 
- Prevenção de 
enfermidades profissionais 
 
- Controle do desprendimento de 
gases e poeira* 
- Ventilação e quantidade 
suficiente de ar* 
- Diminuição de ruído 
- Prevenção de 
enfermidades profissionais 
Controle 
ambiental 
 - Proteção do ar e da água 
- Disposição de rejeitos* 
- Controle da água subterrânea 
(lençol freático) 
- Controle de subsidências 
Controle da 
superfície (solo) 
- Estabilidade de taludes 
- Controle da erosão do solo 
- Controle de tetos (colocação de 
escoramentos)* 
- Escavações controladas 
Distribuição e 
suprimento de 
energia 
- Distribuição de energia (elétrica) - Distribuição de energia (elétrica, ar 
comprimido) 
Água e controle de 
alagamentos 
- Bombeamento, drenagem - Bombeamento, drenagem 
Disposição de 
estéreis 
- Armazenamento, formação de pilhas - Disposição in-situ, içamento para 
superfície* 
Abastecimento de 
materiais 
- Divisão e 
armazenamento de 
materiais 
- Divisão e armazenamento de materiais 
Manutenção e 
reparação 
 - Instalações (peças e repostos) - Instalações (peças e repostos) 
Iluminação - Lâmpadas portáteis - Lâmpadas estacionárias e portáteis 
Comunicações - Rádio, telefone - Rádio, telephone 
28 
 
Construção - Estradas de arrasto (transporte), etc - Vias de arrasto (transporte), etc 
Pessoal de 
transporte 
Desenvolvime 
- Operadores de 
caminhões, escavadeiras 
nto (como apoio à produção) 
- Operadores de skip, 
gaiolas e caminhões 
 
- 
Preparação local - Limpeza do terreno, vias de acesso, etc 
Remoção - Decapeamento, armazenamento* superficial 
do 
solo 
- 
Recuperação da - Reposição, classificar, revegatação 
superfície 
Recuperação (simultânea com a produção) 
- 
Trabalhos 
topográficos 
 
- Reclassificação 
- Restabelecimento do solo 
- 
Revegetação - Plantação de grama 
- Plantação de árvores 
- 
Controle 
erosão 
da - Estabelecimento 
de 
sedimentação 
de bacias - 
Monitoramento - Qualidade da água 
- Qualidade do ar 
 - Qualidade da água 
- Qualidade do ar 
* Pode ser incorporada no ciclo de produção 
 
 
UNIDADE III: LAVRA ACÉU ABERTO 
 
3.1 Generalidades sobre a Lavra a Céu Aberto 
 
A extração de minerais úteis supera os dez mil milhões de toneladas ao ano e, 
aumenta ao ritmo de 4.4 - 5.5% anualmente, aproximadamente um 75% desse volume se 
extraem pelo método a céu aberto. A proporção de extração superficial é elevada devida 
essencialmente a dois fatores: a dificuldade crescente em descobrir depósitos minerais que 
possam ser economicamente lavrados pelo método subterrâneo e a eficiência, também 
crescente, na mineração de depósitos pelo método a céu aberto, embora o custo de 
recuperação para uma mina de superfície esteja aumentando continuamente. 
 
A lavra a céu aberto compreende todos os serviços executados na superfície em 
aberturas (amplas ou limitadas) ou próximo dela em profundidades limitadas, visando a 
extração do minério ou substancia mineral útil da jazida. Envolve casos específicos de 
aproveitamento de material subterrâneo como petróleo, gases combustíveis e sais solúveis. 
 
O planejamento de mina e desenvolvimento são fases importantes na operação de 
uma mina. Para isso, a equipe de planejamento considera as condições locais de geologia, 
geoestatística, topografia, hidrogeologia, geotecnia, clima e condições ambientais. Os 
projetos de mina devem considerar, além da economicidade do empreendimento, os 
aspectos relativos ao desenvolvimento das operações unitárias, à segurança operacional, 
controle ambiental e a reabilitação da área. 
 
Hoje em dia, climas severos em altitudes elevadas, raras vezes, impossibilitam o 
desenvolvimento de lavra a céu aberto, porém podem ser prejudiciais para a eficiência da 
produção e custos de operação. Entre os fatores naturais e geológicos: terreno, 
profundidade, características espaciais do depósito e presença de água são variáveis muito 
importantes. Preocupações ambientais e os custos na solução de problemas ambientais 
29 
 
aparecem entre as mais importantes considerações no planejamento e desenvolvimento de 
uma mina a céu aberto. 
 
 
 
CONCEITOS MINEIRO-TÉCNICOS E TERMINOLOGIA 
 
A galeria mineira aberta, que tem seção trapezoidal e grande extensão denomina-se 
trincheira. A trincheira inclinada que serve para o decapeamento e comunica a superfície 
com 
as bancadas de trabalho da mina é conhecida como trincheira principal. A trincheira 
horizontal, empregada para a criação do frente inicial de trabalho nas bancadas se 
denomina trincheira de corte. A escavação de trincheiras principais que possibilitam o 
tráfego desde a superfície da jazida ou desde uma parte lavrada da jazida a outra em 
explotação, denomina-se decapeamento da jazida. 
 
Os limites do perímetro da mina a céu aberto são as superfícies que passam através 
do contorno inferior e superior da mina na sua etapa final (Figura 3.1). Contorno superior 
denomina-se à linha de corte das bordas da mina com a superfície. Contorno inferior 
denomina-se à linha de corte das bordas da mina com o plano do fundo da mina. Fundo da 
mina denomina-se àsuperfície inferior, geralmente horizontal da mina. 
 
O conjunto de praças e taludes dos bancos desde a superfície até o fundo da mina 
se denomina 
talude da mina. Quando as bancadas chegam a sua face final (posição final na exaustão da 
mina) forma-se o talude inativo (βi ≅ 50º). O talude ativo compreende as diferentes 
bancadas donde se estão desenvolvendo trabalhos (localizam-se os diferentes 
equipamentos, rede elétrica, tubulação de ar comprimido, mangueira de água, etc), é 
também conhecido como talude de trabalho (βt ≅ 10 - 15º). 
 
O ângulo que se forma entre a linha do talude da mina e sua projeção sobre o plano 
horizontal denomina-se ângulo do talude da mina. 
 
A distancia vertical entre a cota da superfície e o fundo da mina se denomina 
profundidade da mina. A profundidade máxima calculada para a mina se denomina 
profundidade de desenho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.1 - Elementos da mina a céu aberto. 1 - bancadas, 2 - bermas (praça da 
Talude em 
recesso Limite superior da mina 
Talude em 
trabalho 
 
 
Profundidade
da mina 
 4 
 
 
 
Ângulo de talude 
Limite inferior da mina 
30 
 
bancada), 3 - face ou talude do banco, 4 - fundo da mina, 5 - talude final da 
mina. 
 
Os trabalhos mineiros que encerram operações de escavação de trincheiras 
principais e de corte, assim como a definição dos taludes da mina na posição necessária 
para o começo da explotação se denominam trabalhos mineiros fundamentais. Os 
trabalhos mineiros executados 
para pôr ao descoberto o mineral útil da jazida, mediante o arranque e transporte do 
material estéril de recobrimento e rochas encaixantes, se denominam trabalhos de 
decapeamento. Os trabalhos de extração se denominam trabalhos de arranque do mineral 
útil. 
 
 
APLICABILIDADE 
 
A explotação a céu aberto executa a lavra de jazidas de minerais metálicos e não 
metálicos de depósitos próximos à superfície, jazidas aflorantes de reduzido capeamento, 
jazidas em encostas, em cava, em camada e por furo de sonda, caracterizadas por uma 
grande variedade de formas, características espaciais, condições mineralógicas e 
hidrogeológicas diferentes. 
 
Os tipos fundamentais de jazidas minerais lavráveis pelo método a céu aberto 
constituem: 
a) veios aflorantes - estreitos ou possantes, 
b) camadas horizontais – ou pouco inclinadas de pequeno capeamento, estreitas ou potentes, 
c) maciços – economicamente lavráveis pela relação estéril/minério, 
d) jazidas profundas lavráveis por furos de sonda – decapeamento oneroso, 
e) placers – depósitos superficiais de sedimentos não-consolidados. 
 
Os copos minerais podem-se classificar por sua estrutura, em homogêneos, 
heterogêneos e dispersos; por sua forma em estratos, bolsões e tubulares; por condições de 
profundidade em superficiais e profundos e, por características geométricas (ângulo de 
mergulho) em: 
 
1. Jazidas horizontais - com potência de recobrimento aproximadamente constante e 
com superfície plana permitindo o decapeamento das rochas sobrejacentes ao corpo 
mineral. (Figura 3.2a). 
 
2. Jazidas de mergulho suave - com mergulho < 8-10º, caracterizam-se pela variação 
no volume de rochas do decapeamento, que aumenta em sentido do mergulho da jazida 
(Figura 3.2b,c). 
 
3. Jazidas inclinadas - com mergulho entre 10-25-30º, caracterizam-se porque as 
rochas que jazem na base do corpo mineral não são extraídas (Figura 3.2d). 
 
4. Jazidas verticais ou abruptas - com mergulho > 30º, afloram em superfície e estão 
cobertos com sobrecarga detritica. Este tipo de jazidas permitem a extração das rochas do 
recobrimento, da capa e da lapa / costados pendente e jacente (Figura 3.2e). 
 
5. Corpos minerais tipo stoks ou volumosos - geralmente localizam-se em bacias ou 
em lugares debilmente montanhosos com sobrecarga de potência variável (Figura 3.2f). 
 
6. Jazidas em forma de anticlinais e sinclinais - jazidas típicas de carvão (Figuras 3.2g 
e 3.2h, respectivamente). 
31 
 
 
 
 
7. Jazidas dispostas acima da cota de superfície nas pendentes (Figura 4.1i) e jazidas 
onde a sua parte superior encontra-se na parte alta da montanha e sua parte inferior sob o 
nível da bacia em forma de “paper” (Figura 3.2j). 
 
 
VANTAGENS E DESVANTAGENS COMPARATIVAS 
 
Vantagens 
 
- Aproveitamento de jazidas de baixo teor. 
- Elevada escala de produção e de produtividade (flexibilidade de produção). 
- Desnecessidade de suporte do céu da mina (emadeiramento, cavilhamento, enchimento, 
abatimento controlado, etc). 
- Fácil observação e supervisão das atividades. 
- Emprego de equipamentos de grande porte (mecanização e automação das diferentes 
operações). 
- Menores custos de extração. 
- Maior segurança do trabalho, melhor higiene e iluminação. - Menor prazo de construção 
(tempo de construção). - Ausência de problemas de ventilação. 
- Melhor controle do esgotamento. 
 
32 
 
 
 
 
 
 
DESVANTAGENS 
 
- Custos operacionais diretos mais elevados (exige maior remoção e movimentação de 
rochas estéreis) 
- Imobilização de grandes áreas superficiais (com lavra e bota-foras, etc) 
- Restrições de localização (presença de rios, lagos, pântanos, mar, cidades, construções e 
edificações, terrenos demasiado valorizados, reservas ecológicas, etc) 
- Certa dependência das condições climáticas (chuva, vento, neve, insolação intensa, etc) 
- Lavra se limita até profundidades moderadas 
- Restrições de preservação do meio ambiente (preservação e restauração do solo, 
disposição de estéreis e rejeitos, preservação de bosques, restauração de urbanizações, 
etc). 
Figura 3.2 - Tipos fundamentais de jazidas minerais úteis que se lavram a céu aberto. 
33 
 
 
 
 
3.2 LAVRA A CÉU ABERTO: Etapas Operacionais 
 
ETAPAS BÁSICAS DE TRABALHO E PROCESSOS MINEIROS DE PRODUÇÃO 
 
A lavra de jazidas minerais pelo método a céu aberto encerra as seguintes etapas 
fundamentais de trabalho e processos mineiros de produção: 
 
1. Desmatamento; 
2. Remoção do capeamento; 
3. Drenagem da mina; 
4. Desmonte; 
5. Carregamento; 
6. Transporte; 
7. Disposição do estéril 
 
 
ETAPAS BÁSICAS DE TRABALHO 
 
* A preparação da superfície da mina, compreende trabalhos de desmatamento, 
decepamento de troncos, desvio de rios ou riachos para fora dos limites do campo da mina, 
drenagem das águas de lagos e secado de pântanos, remoção de edificações e construções 
existentes no campo da mina, bem como as vias férreas e estradas. O desmatamento 
efetua-se com tratores de lâmina. 
 
* A drenagem da mina, é executada para permitir ou facilitar a operação de lavra ou 
então para estabilização dos taludes, através do controle das águas pluviais, de infiltração e 
águas do lençol freático. A drenagem da mina efetua-se previamente ao desenvolvimento 
das operações mineiras, antecede ou sucede ao decapeamento, porém durante o processo 
de construção e explotação da mina a drenagem efetua-se paralelamente. A proteção da 
mina contra as correntes de águas chuva e exteriores define a construção de canais de 
drenagem em superfície a uma distancia determinada dos contornos da mina. 
 
Águas pluviais ou de infiltração requerem, comumente, diversas captações e 
depósitos de bombeamento. O rebaixamento do lençol freático pode ser executado por 
meio de poços profundos, galerias, trincheiras, drenos horizontais profundos, etc. O 
projeto de rebaixamento deverá estar condicionado por estudos hidrogeológicos detalhados 
do terreno, englobando levantamento estrutural do perfil de intemperismo e litológico, pois 
estas feições condicionam a distribuição dos parâmetros hidrodinâmicos do maciço. Estes 
levantamentos devem ser executados em conjunto com a instalação de piezômetros e/ou 
com testes de bombeamento. 
 
* Os trabalhos mineiros básicos e fundamentais, compreendem a construção de 
trincheiras principais que permitem o acesso dos meios de transporte desde a superfície até 
a jazida mineral, assim como a preparação do frente inicial para ostrabalhos de 
decapeamento e extração. Durante o período de construção da mina, ao grupo de trabalhos 
mineiros básicos pertencem, também os trabalhos de escavação de trincheiras de corte, as 
quais criam o frente inicial para os trabalhos de explotação da jazida. 
 
* Os trabalhos de decapeamento, consistem na remoção do solo e rocha alterada que 
recobrem e/ou encaixam a o corpo mineral em superfície (estéril), para se chegar à 
rocha sã 
34 
 
 
 
 
(jazida). Muitas vezes, a camada superficial do solo com resíduos vegetais, é estocada a 
parte, para posterior recobrimento de escavações e áreas de disposição visando sua 
reabilitação ou restauração. Ressalta-se que os trabalhos de decapeamento desenvolvidos 
durante o período de construção da mina estão vinculados aos trabalhos mineiros básicos, 
enquanto que os trabalhos correntes de decapeamento realizados para a criação do 
indispensável frente inicial dos trabalhos de extração, durante o período de extração, 
denominam-se trabalhos de preparação. A finalidade dos trabalhos de extração é efetuar 
em forma sistemática o arranque do mineral útil com a qualidade exigida e em 
correspondência com o plano estabelecido. 
 
Todas as etapas básicas de trabalho são executadas em série, na ordem mencionada 
e posteriormente são efetuados de forma simultânea (em paralelo), porém defasadas umas 
com outras em tempo e espaço. Os trabalhos mineiro básicos estão na frente dos trabalhos 
de decapeamento, que por sua vez estão na frente dos trabalhos de extração. 
 
 
PROCESSOS MINEIROS DE PRODUÇÃO: CICLO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS 
 
O conjunto de processos básicos na extração (ciclo de produção) constitui a 
tecnologia de explotação mineira a céu aberto. A dificuldade no cumprimento dos 
processos básicos de produção em minas a céu aberto, é variável, e depende da resistência 
e estrutura das rochas, das condições de orientação da jazida, da potência, do tipo de 
instalações mineiras de transporte e da organização do trabalho. Compreendem operações 
mineiras de produção: preparação, escavação/arranque, transporte e disposição do estéril. 
 
* Preparação da massa mineira para sua extração, geralmente consiste na mudança 
prévia do estado natural do maciço de rochas através dos meios selecionados (sejam 
mecânicos ou emprego de substâncias explosivas), visando uma extração mais efetiva. 
Implica a preparação de todo o volume de rochas que se encontra nos contornos da mina. 
 
A preparação depende fundamentalmente das características físico-mecânicas do 
maciço de rochas e pode estar ausente em rochas incoerentes (brandas ou moles) que não 
requerem preparação prévia. A preparação das rochas para o arranque alcança do 5 ao 40% 
do custo total de extração. 
 
O grau de preparação da frente de trabalho se caracteriza pelas dimensões dos 
pedaços das rochas fragmentadas. No carregado de massa rochosa fragmentada em 
pedaços pequenos, a escavadeira apresenta alto rendimento, pois, nestas condições diminui 
o ciclo de escavação e se eleva o coeficiente de utilização da caçamba. Quando a 
fragmentação das rochas coerentes (resistentes) é uniforme e em pedaços pequenos, pode-
se utilizar com êxito maquinaria de ação continua. 
 
* Escavação - Carregamento (Arranque - Carregamento), consiste na separação de 
grandes (extensas) massas de rochas resistentes do maciço de rochas (preparação da massa 
de rochas com escarificadores mecânicos e sustâncias explosivas). Inclui, também, o 
arranque direto de rochas incoerentes (brandas ou moles), ou seja, escavação mecânica de 
material incoerente e o carregamento aos médios de transporte ou depósitos de estéreis 
através do emprego de vários equipamentos mineiros, bem como o carregamento de 
rochas resistentes previamente fragmentadas na frente de trabalho. 
35 
 
 
 
 
O arranque das massas minerais coerentes efetua-se mediante fragmentação através 
do emprego de substâncias explosivas e o carregamento aos meios de transporte. Os 
trabalhos de perfuração e explosão têm por finalidade a fragmentação das rochas 
resistentes, cuja extração é impossível diretamente com meios mecânicos (escavadeiras). 
* Transporte da massa de rochas (minério/estéril), os trabalhos a céu aberto se 
encerram com o transporte das rochas estéreis (decapeamento) e o mineral útil aos locais 
de amontoamento e recepção. A massa mineral arrancada nas frentes de trabalho é 
transportada para a usina de concentração (britagem primária no beneficiamento) ou para o 
pátio de estocagem de minério, enquanto as rochas estéreis são transportadas para os bota-
foras. O transporte de minérios arrancados em operações mineiras emprega extensamente 
uma grande variedade de equipamentos, prevalecendo escavadeiras de grande porte, 
transportadores e caminhões, enquanto as rochas estéreis se transportam com 
motoscrapers, draglines ou tratores de esteiras. 
 
Em minas a céu aberto, o transporte das cargas (minério/estéril) a grandes 
distancias, desenvolve-se com transporte férreo com locomotivas de tração elétrica ou de 
vapor e vagões dumcars (de volteio lateral) com capacidade de carga desde 50 até 180 
toneladas; com transporte automotriz, caminhões fora de estrada com capacidade de carga 
desde 5 até 360 toneladas. O transporte de rochas incoerentes desde as frentes de arranque 
com equipamentos de ação continua, geralmente, se realiza por correias transportadoras. 
Atualmente correias transportadoras empregam-se, também, para o transporte de rochas 
consolidadas (coerentes), desde as frentes de arranque com equipamentos de ação 
intermitente (escavadeiras) até os pátios de estocagem de minério ou britadores primários. 
 
O armazenamento das rochas efetua-se em locais temporários ou permanentes de 
trabalho. O minério é descarregado em sítios permanentes devidamente montados (pátio 
de estocagem de minério) e as rochas estéreis se descarregam nos bota-foras, em sítios 
temporários que mudam de posição e não possuem instalações estacionarias. O despejo e 
compactação (empilhamento ou amontoamento) das rochas estéreis se efetua com 
escavadeiras frontais, escavadeiras especiais de caçambas múltiplas , bulldozers ou com 
lavado hidráulico (hidrolavado). 
 
 
3.3 Disposição do Estéril 
 
Os depósitos de estéril, correspondentes a pilhas de solo ou de blocos de rocha, 
com alturas de mais de uma centena de metros e volumes de centenas de milhões de m3, 
são formados em terrenos planos ou em vales. Para o projeto de tais depósitos, deve 
considerar as características dos materiais empilhados e do terreno de fundação, bem como 
a posição e a oscilação do nível de água subterrânea (lençol freático) nas áreas dos 
depósitos. 
 
A tecnologia de explotação a céu aberto pode ser completa, quando se executam 
todos os processos acima indicados. Em condições favoráveis, quando se lavra jazidas 
minerais úteis incoerentes (brandas ou moles) com rochas de recobrimento, também 
incoerentes, a explotação pode-se efetuar com menor número de processos de produção. 
 
Quanto às diversas modalidades da lavra convencional, estão muito condicionadas 
à forma adotada para o transporte dos estéreis, o que determina não somente a estrutura e 
as condições de aplicação de um método de lavra, como também sua economia, posto em 
uma lavra a céu aberto, a quantidade de estéreis removidos supera várias vezes à de 
minério 
36 
 
 
 
 
extraído. Sob este aspecto, podemos então agrupar tais métodos em métodos com 
transporte e métodos sem transporte (Lavra por tiras). 
 
Os métodos com transporte, que no Brasil são mais comuns, se caracterizam pela 
remoção dos estéreis por veículos sobre rodas ou por correias transportadoras. Na maioria 
dos casos, esses métodos se aplicam à lavra de camadas inclinadas, corpos de fortes 
mergulhos ou corpos potentes. Exemplos típicos seriam as minerações de ferro do 
Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais, as minerações de fosfato e pirocloro de Araxá, etc. 
 
Os métodos sem transporte se caracterizam pela disposição