Apresentacao- Geologia e Minas (aula 1-2018)

Prévia do material em texto

Universidade Agostinho Neto
Faculdade de Ciências
Departamento de Geologia
Curso de Geologia 
Disciplina: GEOLOGIA DE MINAS
Ano: 5to
Professor: Dr. Silva Pereira Ginga (PhD)
Ano lectivo: 2018
Objectivos
Capacitar o estudante em avaliar e usar os procedimentos
utilizados nas diversas fases da exploração geológica de um
recurso mineral e a avaliação das reservas de mina
Desenvolver competências que permitam avaliar o impacto
ambiental causado pela actividade geológica-mineira e
apresentar as medidas necessárias para a reabilitação da
região afectada
Sentir a responsabilidade social em promover uma
exploração sustentável acorde com os valores éticos e
morais da sociedade contemporânea
Plano de Temas
Tema I: Elementos de Minas
Historia da Mineração subterrânea e a céu aberto
Diferentes tipos de escavações
Sistemas de exploração
Tema II: Trabalhos de Perfuração
Métodos de Perfuração
Escolha do tipo de Perfuração
Elementos mecânicos de um Perfurador
Projecção de Câmaras de Perfuração
Tema III: Beneficio de Minerais
Definições Fundamentais
Métodos de Beneficiação 
Eleição do Método de Beneficiação
Determinação do Equilíbrio Metalúrgico
Tema I: Elementos de Minas
Tema IV: Serviço Geológico em Minas
Confecção de Mapas Geológicos em Minas a Céu 
aberto e Subterrâneo
Avaliação de Dados existentes
Amostragem
Estimação de Reservas
Perigos e Medidas de Segurança 
Tema V: A actividade geológica -Mineira e meio 
ambiente 
Avaliação do impacto ambiental causado pela 
actividade, 
Mitigação do impacto ambiental 
Reabilitação e usos da terra
Actividades ao fechar a mina
Aula # 1
Introdução
O progresso material, técnico e cultural da civilização esteve
sempre estreitamente ligado à exploração dos recursos
minerais, actividade exercida pelo homem desde a pré-
história, como testemunham as galerias e túneis
encontrados por arqueólogos em numerosas partes da
Europa e que datam do período neolítico.
Mineração, se define na classificação internacional adoptada
pela O.N.U. como a extracção, elaboração e beneficiamento
de minerais que se encontram em estado natural sólido,
(diamante, ouro, carvão e outros); líquido, (petróleo bruto); e
gasoso, (gás natural). Nessa interpretação mais abrangente,
inclui a exploração das minas subterrâneas e a céu aberto,
as pedreiras e os poços, com todas as actividades
complementares para preparar e beneficiar minérios e
outros minerais em bruto: trituração, lavagem, limpeza,
classificação, granulação, fusão, destilação inicial e demais
preparativos necessários à comercialização dos produtos
sem alterar sua condição primária
Os Recursos Minerais Na Nossa Vida
A utilização dos recursos minerais pelo Homem é quase tão
antiga como a sua própria existência.
Os recursos minerais estiveram tão intimamente relacionados com a
evolução do Homem que os grandes períodos dos primórdios da
História devem as suas designações a este tipo de recursos:
Paleolítico ( Idade da Pedra Lascada ),
Mesolítico e Neolítico (Idade da Pedra Polida),
Idade do Cobre,
Idade do Bronze,
Idade do Ferro.
 Idade dos Metais
 Idade da
Pedra
Os Recursos Minerais Na Nossa Vida
Os Recursos Minerais Na Nossa Vida
Os Recursos Minerais Na Nossa Vida
Os Recursos Minerais Na Nossa Vida
Tema I: Elementos de Minas
Historia da Mineração (Origem):
A mineração pode considerar-se como uma actividade muito antiga cuja 
origem se perde no tempo. 
As primeiras explorações estavam ligadas a minerais de uso directo
como o sílex e a sillimanita (fibrolita), colorantes como malaquita-
azurita ou cinabrio, e também o ouro, prata e cobre nativos.
Nas primeiras etapas da metalurgia, o benefício estava mais ligado aos
minerais metálicos de fácil redução como os carbonatos de cobre
(malaquita-azurita) e óxidos de cobre (cupritatenorita), marcando assim
o início da Idade de Cobre (6000 A.C).
A introdução do estanho no processo metalúrgico do cobre de forma
intencional ou casual, daria paço a Idade do Bronze (2500 A.C), na qual
jogou um papel fundamental as escassas jazidas de casiterita.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Feuerstein-bruch.jpg
Historia da Mineração (Origem)
Um dos antigos métodos de mineração, primeiramente documentado
pelos romanos, consistia em acender fogo sobre as rochas que, com
o calor intenso, se expandiam e rachavam (a rocha era aquecida pelo
fogo e em seguida arrefecida com água, de maneira a provocar o
aparecimento de fissuras).
O uso da pólvora (século XVII) fez progredir a técnica da mineração, e
mais ainda a dinamite, em meados do século XIX, aperfeiçoada com
suplementos no século XX. A evolução das técnicas de perfuração
também ampliou a capacidade de mineração.
Acredita-se que a primeira sonda rotativa tenha sido utilizada na
Inglaterra, em 1813, e versões aprimoradas apareceram ao longo do
século XIX. A mineração -- especialmente do carvão -- foi o eixo central
para o progresso da tecnologia industrial. A aplicação das bombas e
máquinas a vapor, num ramo vital de importância crescente até
meados do século XVIII, foi o primeiro passo para a siderurgia, com
a substituição da lenha pelo carvão mineral. No caso da máquina a
vapor, a mineração lhe forneceu os elementos essenciais (ferro e
carvão), e dela recebeu, mais tarde, contribuições indirectas sob a
forma de mecanismos de extracção, equipamentos, transportes,
sistemas de ventilação etc.
Historia da Mineração
No século XIX e princípios do XX, teve lugar na Europa o auge
da mineria. Sua evidência constitui as importantes labores
mineiras antigas encontradas na maioria das jazidas
prospectadas.
As principais zonas mineiras por excelência no contorno
europeu estão situadas em Anatólia, Chipre, os Balcanes,
Europa central, Gran Bretanha e a Península Ibérica, sendo
exploradas as grandes jazidas na época romana (minas de Río
Tinto (Huelva), Linares (Jaén), Sierra Morena (Córdoba),
Almadén (Cidade Real), em Espanha, e os de Aljustrel, Sâo
Domingos, Valongo, Jales y Três Minas, em Portugal.
No contexto africano, evidencias de mineração antiga, a cerca
de 3000 a.C. poderia constituir os grandes blocos extraídos por
escavação superficial de pedreiras e que foram o material de
construção das pirâmides do Egipto, algumas das quais
consumiram mais de dois milhões de blocos com cerca de 15
toneladas cada.
Historia da Mineração subterrânea
As técnicas de mineração subterrânea anterior a época romana,
encontravam-se a certo nível de desenvolvimento:
 No Neolítico : se havia alcançado já mais de 16 m de profundidade (nas minas
de sílex de Spiennes).
 Na Idade do Bronze: superior a 30 m (nas minas de cobre de Timna ,Israel)
superados até os 50 m (mina de cobre de “La Profunda”
León-Espanha; ou nas minas de cinabrio de Riosol
Os meios de trabalho habituais para o avance das explorações
mineiras:
 Ataque da rocha ou mineral com diversos instrumentos de pedra, osso
e madeira, em alguns casos também em combinação com o uso
limitado de fogo que se constata desde o Neolítico e durante a Idade do
Bronze em explorações de cobre (minas de Rudna Glava, Mount
Gabriel; Irlanda) e outras em Austria, Espanha e País de Gales.
 Os instrumentos metálicos de cobre, bronze ou ferro se impõem
sobre os de pedra, substituindo-os definitivamente nas grandes
explorações subterrâneas romanas, que tem como precedente as minas
gregas de Laurion, donde foi documentada a existência de 140 km de
galerias realizadas com ferramentas de ferro.
Historia da Mineração subterrânea
O sistema básico de fortificação (entibação): utilizou-se a
madeira
 O seu uso está confirmado já desde a antiguidade, pelos restos
aparecidos em escavações de explorações de sílex de Spiennes
e em minas de cobre de Austria e Anatolia, datadas da Idade de
Bronze.
O transporte de mineral:
 Até a superfície se vinha realizando manualmente em cestos, pelos
próprios trabalhos de exploração e galerias ou mediante o emprego
de tornos rudimentares de diversos modelos instalados nas bocas
dos poços.
 Na etaparomana para as operações de ascenso se utilizaram
cabos confeccionados com fibras vegetais ou couro
directamente ou enrolados em tornos simples ou combinados em
rodas (poleas), cujo uso generalizou-se.
Historia da Mineração subterrânea
Galerias transversais da mina romana de Llamas de Cabrera (León-Espanha)
Historia da Mineração a Céu aberto
“Las Médulas”: principal exponente da mineria a céu aborto na época romana, pela
sua elevada posição topográfica, a exploração mineira foi possível graças ao
desenho, planificação e construção de uma enorme rede hidráulica de
abastecimento de água, a maior que se conhece para uma exploração mineira,
sendo a soma total do traçado dos canais alcança os 600 km e a sua
reconstrução topográfica mostrou um cuidadoso desenho realizado para
afrontar com segurança as necessidades de abastecimentos da exploração, o
que somente foi possível devido ao emprego de avançadas técnicas de nivelamento
Vista general da 
exploração de 
“Las Médulas”
Trabalho para Investigação
Evidencias de mineração antiga em Angola: 
Historia da Mineração em Angola …
Mineração actual e tendências futuras
Mineração actual
• Intensa mecanização e automatização
• Equipamentos de grande porte
• Explosivos de grande potencia
• Gerenciamento on line 
• Pouca mão-de-obra, e bem treinados
Avanços científicos e inovações tecnológicas: 
Tendência mundial
Céu aberto
• Equipamentos de grande porte
• Redução da frota de caminhões
• Aumento da produção e produtividade
• Redução de custos
Lavra subterrânea
• Mecanização e automatização dos equipamentos
• Redução de riscos
• Utilização de mineradores contínuos
• Monitoramento das deformações/tensões
• Monitoramento das condições ambientais
Avanços científicos e inovações 
tecnológicas: Tendência mundial
Céu aberto
Equipamentos de
grande porte
Redução da frota 
de caminhões
Aumento da produção
e produtividade
Redução de custos
Aumento da produção
produtividade
Minerador Alpine (AM-85).
Minerador Alpine (AM-85): este equipamento é utilizado actualmente na
escavação das galerias de desenvolvimento e possui boa flexibilidade para escavar
galerias que necessitam de maior atenção com as dimensões (infra-estrutura de
painel, pontes e varações entre galerias de reconhecimento) e que normalmente
requerem maior tempo de escavação. As principais características que influenciam
de maneira mais significativa a operacionalidade da lavra são:
· Altura de corte: Mínima 3,5 metros, máxima 5,5 metros, por avanço (sem
considerar rebaixo do piso de escavação);
· Largura de corte (para um avanço): Mínima 6,5 metros, máxima 8,0 metros;
· Produtividade com 1 shuttle-car, 85 toneladas/hora;
· Produtividade com 2 shuttle-cars, 125 toneladas/hora.
Mineração Subterrânea
Minerador Marietta (2 rotores): a Marietta é um minerador com características
voltadas principalmente para a produção, apresentando uma produtividade
nominal de cerca de 500 toneladas/hora. Para o tipo de transporte utilizado em
Taquarí-Vassouras (Brasil), estes mineradores conseguem produzir, em média,
215 toneladas/hora. A Marietta não possui muita flexibilidade para fazer
escavações mais detalhadas, entretanto, apresenta um melhor desempenho
quando está escavando uma secção plana
Altura de corte: 2,74 metros 
(sem considerar rebaixo do 
piso de escavação);
· Largura de corte (para um 
avanço): Mínima 4,80 metros 
(por avanço lateral). A largura 
máxima é definida por 
questões operacionais. A 
largura mínima necessária à
escavação e ao avanço 
considerando a linha de 
exaustão e ventilação e o 
shuttlecar é 8,0 metros;
· Produtividade com 1 shuttle-
car, 150 toneladas/hora;
· Produtividade com 2 shuttle-
cars, 215 toneladas/hora
Mineração Subterrânea
Operador usando um
microcomputador de
mapeamento sísmico.
Integração dos sistemas de mineração
Programas modulares para o 
gerenciamento
GPS
Monitoramento on line dos sistemas 
operacionais
Gerenciamento
• Princípios e regras fundamentais 
que regem a exploração mineira
Exploração Mineira 
 Princípios fundamentais que regem a exploração mineira
• É o primeiro e o mais importante princípio fundamental da exploração a
respeitar.
• Para que uma exploração possa decorrer com normalidade e eficiência os
trabalhadores deverão sentir-se seguros, e com condições que lhes
permitam desempenhar os trabalhos adequadamente.
• Caso tal não aconteça, resultará numa menor optimização do trabalho
com o consequente aumento dos custos de exploração.
• Dar uma melhor segurança para o homem, equipamentos e estruturas de
forma a respeitar a legislação vigente, sempre de maneira a minimizar
custos, evitando perdas.
Bom aproveitamento do jazigo
Protecção Ambiental; 
Segurança
Segurança;
Economia; 
 Economia
• É um princípio fundamental já que um jazigo só será explorável se
a sua exploração for rentável.
• Deste modo há que dedicar particular atenção a todos os factores
susceptíveis de se traduzirem em abaixamento de preços de custo
do minério extraído, como sejam por exemplo, a boa organização e
optimização do trabalho e a procura de melhores soluções técnicas
• Dar a cada recurso mineral a sua melhor utilidade, não
usando minerais nobres quando a necessidade imediata pode
ser suprida com outros minerais menos nobres
Exploração Mineira 
 Bom aproveitamento
• O bom aproveitamento do jazigo é importante pois não se deve
esquecer que a indústria mineira se caracteriza pelo esgotamento
progressivo do seu objecto.
• Tal significa que a riqueza mineral, salvo raras excepções, não se
regenera, sendo por conseguinte esgotável. Torna-se por isso
indispensável que a boa técnica mineira se baseie no bom
aproveitamento dos jazigos.
• Para tal é necessário ter em consideração inúmeros aspectos
resumidos nas regras fundamentais da exploração,
Exploração Mineira 
 A protecção ambiental 
• É cada vez mais essencial em qualquer projecto de exploração, na
medida em que é necessário preservar o meio que nos rodeia para
as gerações seguintes.
• Por conseguinte qualquer plano de lavra deverá adoptar medidas e
sistemas de protecção do ambiente, bem como um plano de
recuperação ambiental e paisagística
• Aplicar técnicas modernas para impedir a contaminação do meio
ambiente e para minimizar e/ou monitorar o passivo ambiental
Exploração Mineira 
 Regras fundamentais da exploração,
As principais regras da exploração são: 
• Equilíbrio entre os princípios fundamentais; 
• Boa aplicação do método de exploração; 
• Economia global; 
• Minimização de custo de operações diferentes; 
• Aperfeiçoamento permanente; 
Exploração Mineira 
Introdução - Conceitos
Regras fundamentais da exploração,
 Uma primeira análise dos quatro princípios anteriormente enunciados poderá levar à
conclusão de que actuam em sentido inverso, já que uma exploração muito segura pode ser
cara e de mau aproveitamento, ou que uma lavra muito económica pode ser perigosa e
ambientalmente opressiva.
 Por conseguinte pode-se referir que uma das características que melhor define a perfeição
de uma exploração mineira é o grau de equilíbrio conseguido entre os 4 princípios
fundamentais.
 A boa aplicação do método de exploração é importante, sendo considerado bom método
todo aquele que é seguro, tenha um bom rendimento económico, aproveite bem o jazigo e
proteja o ambiente circundante.
 O que se torna fundamental é a sua correcta aplicação, sendo preferível um método regular,
bem aplicado e com continuidade, do que um método "óptimo", mas que é mal
compreendido, imperfeitamente aplicado ou deficientemente gerido.
 A economia global é uma regra importante na medida em que qualquer tentativa exagerada
de minimização de custos numa dada operação (por exemplo no desmonte) irá reflectir-se de
uma forma negativa numa operação subsequente (por exemplo na britagem). Deste modo o
esforço tendente à redução do preço de custo do produto deve ser feito de ummodo geral
considerando o circuito global (exploração-beneficiação) e não apenas uma parte.
 O aperfeiçoamento permanente é sem dúvida uma regra que condiciona todo o processo
técnico e/ou humano. Por conseguinte deve merecer a maior atenção no ramo mineiro e não
ser descurado, como o é, na maioria dos casos.
 O aproveitamento de factores naturais, ocorrentes na área do jazigo, pode determinar
substanciais economias, caso sejam tomadas em consideração na aplicação do método de
exploração
Tema I: Elementos de Minas
Diferentes tipos de escavações
Campo de mina (Área de mina): é a área ou território dentro
de cujos limites tem lugar as actividades mineiras de uma
mina em particular. Em dependência da longitude do corpo
mineral, se podem dividir em um ou vários campos mineiros.
As escavações em dependência do seu nível de utilização 
podem dividir-se em:
Escavações de abertura e escavações de preparação
Diferentes tipos de escavações
Mineração subterrânea:
• Escavações de abertura: se subdividem em: principais,
auxiliares, complementares e em grupo.
Escavações principais: são aquelas que através das quais se une a
superfície da crusta terrestre com um ponto do jazigo (ou corpo mineral).
Através de estas escavações se realiza o transporte e a extracção da
massa menífera (minério).Exemplo: poço (vertical e inclinado), socavom,
galerias, rampa
• Poço: escavação vertical de secção circular, quadrada, rectangular, …
Na mineração subterrânea, o principal objectivo de um poço é
proporcionar o acesso ou permitir o contacto com as instalações
subterrâneas. A ligação pode ser utilizada para içar o material estéril e o
minério, para transportar pessoal ou materiais, para ventilação, etc.
• Socavon (Galeria principal): escavação subterrânea horizontal com
saída directa a superfície, e que se usa para o transporte de pessoal,
mineiro, maquinas, como condutor de ventilação, e somente se utiliza em
relevos montanhosos.
Diferentes tipos de escavações
Escavações principais
• Galerias: secções horizontais em subsuperfície, limitadas a rochas ou
solos muito consistentes. Não tem saída directa a superfície, e unem o
jazigo e o poço principal. São utilizadas para diversos fins: transporte de
pessoal, mineiro, maquinas, desenvolvimento do sistema de túneis,
investigação, etc. As secções transversais podem variar entre cerca de
4 m2 e 20 m2, situando-se usualmente entre 6 e 10 m2. A forma da
secção é rectangular ou varia desde a forma de arco até à circular,
dependendo das condições do maciço e das condições de estabilidade
necessárias.
• .
Diferentes tipos de escavações
Escavações principais
• Galerias: secções horizontais em subsuperfície, limitadas a rochas ou
solos muito consistentes. Não tem saída directa a superfície, e unem o
jazigo e o poço principal. São utilizadas para diversos fins: transporte de
pessoal, mineiro, maquinas, desenvolvimento do sistema de túneis,
investigação, etc. As secções transversais podem variar entre cerca de
4 m2 e 20 m2, situando-se usualmente entre 6 e 10 m2. A forma da
secção é rectangular ou varia desde a forma de arco até à circular,
dependendo das condições do maciço e das condições de estabilidade
necessárias.
• As rampas ou planos inclinados: são actualmente bastante comuns
nas minas subterrâneas, correspondendo a uma tendência bastante
nítida de utilização de equipamento sobre pneus. As rampas, a exemplo
das chaminés, tem por função, muitas das vezes, propiciar uma ligação
entre dois níveis diferentes. A inclinação das rampas situa-se
normalmente entre 1:7 e 1:10, o que torna possível a utilização nas
mesmas de equipamentos sobre pneus capazes de proporcionar um
avanço rápido e fácil.
Diferentes tipos de escavações 
(Mineração subterrânea)
Escavações auxiliares: se utilizam para o processo de desagúe, e
ventilação da mina.
• Chaminés: permitem a conexão entre os diferentes níveis horizontais,
sendo utilizadas como passagem de minério, para transporte de
pessoal, como condutor de ventilação e para iniciar o desmonte de
painéis, como por exemplo nas minas do tipo "sublevel stoping" -
desmonte por subníveis. A inclinação das chaminés normalmente varia
da vertical até 55°; uma inclinação inferior toma bastante difícil a
remoção do material do interior da chaminé.
Escavações complementares: são aquelas cuja finalidade é a abertura
de horizontes interiores ou níveis inferiores da mina, sendo por esta
razão também chamadas como escavações interiores. Exemplo: poço
cego, contra poço, coladeiro.
• Rampas: escavação inclinada sem saída directa a superfície, e que se
escava pelo busamento do corpo e de forma ascendente (desde abaixo
ate encima), destinada a ascensão de cargas com meios mecânicos.
• Pendente: a diferença com a rampa, este se destina ao descenso de
cargas com meios mecânicos
Diferentes tipos de escavações 
(Mineração subterrânea)
Escavações de grupo: galerias de transporte de grupo, contra poço de
grupo.
Escavações de preparação: é o conjunto de trabalhos que dividem o
campo de mina em sectores mais pequenos para a sua exploração.
Exemplo: galerias longitudinais, usadas para o transporte, ventilação
etc, e cruseiro ou cortavetas que atravessam o corpo mineiro de um
extremo ao outro, e que geralmente se escavam de forma
perpendicular ao jazigo.
Diferentes tipos de escavações
Diferentes tipos de escavações
Mineração a céu aberto
Escavações de abertura: escavações mineiras que permitem o acesso do
transporte desde a superfície da terra (ou desde a plataforma industrial da mina)
até ao jazigo, ou desde qualquer parte já explorada até outro sem explorar e que
garanta a preparação da frente de trabalho
• Poço: escavação vertical de secção circular, quadrada ou rectangular. No caso
da mineração a céu aberto, são comuns na exploração de aluviões, e doutros
depósitos nãos consolidados. O principal factor que se deve ter em consideração
para se decidir pela abertura de poços corresponde aos riscos de
desmoronamentos, que são passíveis de acontecer durante a execução desses
trabalhos. A existência de um nível hidrostático elevado inviabiliza a sua
execução. Servem para permitir o acesso do observador, para descrição das
camadas de solos e rochas e colecta de amostras.
• Sanjas: a diferencia das trincheiras, as sanjas apresentam menor dimensões no
referente a largura, e que também podem ser usadas para drenagens de agua.
• Trincheiras: com menor profundidade em relação aos poços, permitem uma
secção contínua horizontal; as suas dimensões podem variar desde poucos
metros a 400-500 metros de cumprimentos. Podem ser de abertura e ou
preparação, estão destinadas a escavação de um escalão a outro ou a
preparação. Se utilizam para obter amostras e cartografar em detalhe. Podem ser
abertas em qualquer direcção, mas no geral, elas cortam ortogonalmente as
direcções estruturais das rochas, dos veios ou filões. As tricheiras podem cortar
não só o corpo mineralizado, como também as zonas não mineralizadas, onde se
acredita que possa dar a continuidade da mineralização; também podem se
abertas de forma longitudinal de maneira que se possa verificar o traçado do filão.
A escavação pode realizar-se com uma retroscavadora ou um bulldozer podendo
chegar a 4 m de profundidade ou mais.
• A pendente é determinada pelo tipo de transporte a utilizar: automóvel (8 %),
ferroviário (4 %), bandas transportadoras (15 -180)
Trincheiras transversais
Trincheiras longitudinais
Mineração a céu aberto
Escavações de abertura:
Mineralização
Trincheiras
Trincheira para amostragem de 
grande volume
Trincheira para amostragem de 
grande volume
Diferentes tipos de escavações
Mineração a céu aberto
Operações Unitárias na Exploração Mineira
Introdução
 Sabe-se bem que a mineração, para atingir os seus fins, recorre a
um certo número de operações cíclicas, umas mais fundamentais
e ou complexas do que as outras, mas todas elas importantes
quando se pretende optimizar o processo productivo.
 Principais etapas ou Fases da Mineração:1) Pesquisa
2) Prospecção
3) Exploração (Desenvolvimento e Lavra de Minas)
Introdução
 Principais etapas ou Fases da Mineração:
I. Pesquisa
II. Prospecção
Uma das actividades importantes nesta fase é a avaliação das
reservas (Avaliação do Depósito), tendo como principal
parámetro o calculo do Teor do Minério:
T = MM/M 
Onde: T - Teor do minério;
MM - Mineral minério (substância mineral útil ao homem que possui valor
econômico);
M - Minério (Rocha que hospeda a mineralização, ou seja, rocha que
contem o mineral-minério).
Introdução
Diferentes tipos de Definições de teores usados na Mineração
(lavra de minas):
 TEOR DE CORTE: É o teor mínimo da substância útil que
permite a sua extração econômica.
Na Lavra a céu aberto, entende-se por teor de corte de um bloco (tc)
aquele teor capaz de pagar sua lavra, seu tratamento, bem como seus
custos indiretos e financeiros, não auferindo nenhum lucro e também
não suportando a remoção de nenhum estéril associado (ao bloco).
Pode ser resumindo como sendo o teor crítico mais o lucro.
Introdução
Diferentes tipos de Definições de teores usados na Mineração
(lavra de minas):
 Teor Crítico : É o teor em que a operação de lavra não dá lucro
e nem prejuízo, sendo uma espécie de limiar entre o lucro e o
prejuízo.
 Teor Diluído: É o teor resultante da operação de desmonte
Td - Teor diluído
EC - Espessura da camada
T - Teor do minério
TC - Teor de corte
 Teor Limite : É o menor teor que se pode misturar (blendagem
– mistura com o fim de homogeneizar um determinado produto)
com o teor de uma camada que está sendo desmontada, de tal
forma que, a média desta mistura seja coincidente com o teor de
corte
Noções Gerais sobre os Métodos de 
Exploração
Introdução
 Exploração: é a actividade posterior à prospecção e pesquisa,
abrangendo o reconhecimento, a preparação e a extracção do
minério bruto, do solo ou subsolo, bem como o seu tratamento e
transformação, quando processados em anexos mineiros. Esta
pode ser de quatro tipos:
• Subterrânea; 
• A céu aberto; 
• A partir de perfurações; 
• Hidráulica
Introdução - Conceitos
• A exploração diz-se subterrânea quando as escavações realizadas
para a exploração do minério não estão em contacto com o ar livre,
encontrando-se rodeadas pelos terrenos do subsolo
• A exploração por perfuração acontece quando o jazigo, embora
subterrâneo, é explorado sem necessidade de se abandonar a
superfície, por exemplo a partir de sondagens (caso de algumas
explorações de minerais uraníferos, sal gema, petróleo, etc.).
• A exploração hidráulica, que pode ser tanto subterrânea como a
céu aberto, consiste em utilizar a força hidráulica (essencialmente
água) nas frentes de trabalho para o desmonte do minério.
• A exploração diz-se a céu aberto quando as escavações
realizadas para a exploração do minério estão em contacto com o
ar livre. É o caso das pedreiras e minas a céu aberto.
Introdução - Conceitos
• Exploração de Pedreiras = Exploração céu aberto (cantera)
• Minas a céu aberto de onde se extraem materiais de construção e
pedras ornamentais são geralmente chamadas Pedreiras
• Método de lavra (Método de exploração) pode-se definir como o
conjunto de processos utilizados e de soluções adoptadas para a
remoção da substância útil contida numa fracção de jazigo.
• Método de desmonte é definido como o conjunto de processos
utilizados para proceder ao arranque do minério do maciço
Introdução - Conceitos
 O conceito de Método de lavra é mais geral que o Método de 
desmonte pois engloba os seguintes elementos fundamentais: 
• Domínio dos terrenos; 
• Tipo de preparação; 
• Posição das vias de transporte; 
• Forma, extensão, orientação e sentido de progressão da frente de 
desmonte; 
• Modo de evacuação dos produtos; 
• Tratamento dos vazios da exploração; 
• Desenvolvimento na horizontal e na vertical, da exploração. 
 Método de desmonte um conceito mais restrito que o de método de
lavra, pois engloba apenas o conjunto de operações necessárias à
extracção da substância útil da frente de trabalho.
Principias Operação durante a Fase de Exploração:
a) DESENVOLVIMENTO: Define-se como trabalho de abertura de
uma jazida para as actividades de lavra. É a fase que antecede
a lavra propriamente dita, neste fase são realizados trabalhos
de:
I. Desmatamento,
II. Decapeamento,
III. Aberturas de via de acesso de superfície, ou subterrânea,
IV. drenagem etc. ..
Todos os trabalhos que visem facilitar uma operação envolvida na
lavra e complemento a pesquisa.
Principias Actividades da Fase do Desenvolvimento
I. Desmatamento (Desmatação): é a etapa que compreende os serviços
de remoção da cobertura vegetal do local onde será instalado um
empreendimento mineiro. A remoção da vegetação é feita, de preferência,
com tratores de esteiras com lâminas, tratores unidos com correntes e bolas
de aço, ou implementos especiais, apropriados às tarefas.
II. Decapeamento: Esta operação será realizada antes do início das
actividades de lavra e terá continuidade ao longo do avanço da frente de
lavra.
• Consiste na remoção de material terroso, areia, cascalho, rochas ou até
mesmo a mistura destes, visando atingir a camada do minério
possibilitando assim o processo de lavra jazigo.
• Esta operação é feita normalmente com equipamentos básicos de
terraplenagem, como tratores de esteira com láminas, “motoscrapers”
e escavadeiras hidráulicas
Abertura do campo de mina
Abertura do Campo de Mina: se entende como os trabalhos de
escavações mineiras que permitem o acesso do transporte desde a
superfície da terra (ou desde a plataforma industrial da mina) até ao
jazigo, ou desde qualquer parte já explorado até outro sem explorar e
que garanta a preparação da frente de trabalho
A abertura realizada para um jazigo determina por muito tempo e a vezes 
para sempre a ordem de exploração e a efectividade dos trabalhos na 
cantera. Pelo que para a realização da mesma se sugere analisar os 
seguintes factores:
Tipo e localização mutua das escavações de abertura
A altura dos escalões
A direcção do avanço dos trabalhos mineiros no espaço e esta 
determina a localização das escavações de abertura.
Classificação dos métodos de abertura do 
campo de mina
No nível actual de desenvolvimento das empresas mineiras, a
abertura do campo de mina se pode realizar das seguintes formas:
 Com trincheiras e semi – trincheiras
 Com escavações mineiras subterrâneas
 Com construções terrestres (canais …etc)
 Com a combinação
Com maior destaque se tem utilizado os sistemas de trincheiras e 
semi - trincheiras, visto que os demais somente são utilizados em 
condições difíceis. 
Abertura do campo de mina
Durante a selecção dos métodos de abertura se devem de ter em 
consideração os seguintes factores:
Os contornos finais da canteira
O sistema de exploração a empregar
Tipo de transporte
Prazo de construção da cantera
As condições e formas de jacencia do corpo mineral 
Relevo da zona, e os factores climáticos
A localização na superfície de instalações e área de escombros
A qualidade do mineiro
Esquema de uma Trincheira
• .
TaTC
ί
h
LT
ίσ
b
Ta : Trincheira de acesso (abertura) 
TC: Trincheira de corte
h: Altura 
ί: Pendente 
σ : ângulo do talude 
LT: Longitude da trincheira
B
b Al
Trincheira de Acesso
h
A
σ
Elementos da 
trincheira:
- Largura pelo fundo (b)
- Largura pela superfície 
(B)
- Ângulo de talude (σ)
- Altura (h)
- Longitude da Trincheira 
(LT)
- Pendente (ί)
Trincheira de acesso exterior: 
quando se encontra fora do campo 
de mina
Trincheira de acesso interior: 
quando se encontra dentro do 
campo de mina
As trincheiras podem ser de abertura ou de corte. 
Sempre a sua secção transversal será trapezoidal
Elementos e Parâmetros da Trincheira
Área da secção transversal da trincheira
σ
h
Trincheira de acesso
B
b Al
Δh
σ
A
σ
Área da secção transversal da trincheira
ST = (b+B) /2 *h
∫ ds=∫(b+B) /2 *h dh 
Ls = (b+B) /2 *L ∫0
h dh
B= b+2h cot σ
S= (b+2h cot σ +b)/2 *h = (2b + 2h cot σ)/2 *h
S= (b+h cot σ)*h 
S= bh+h2 cot σ
Longitude da trincheira de acesso
LTa= h/tag ί
ί: ângulo de inclinação da trincheira 
de acesso (pendente)
- Largura pelo fundo (b)
-Largura pela superfície (B)
Ls = long. trincheira
cotg A = 1/ tg A = cos A / sin A
1. Elaboração directa a toda profundidade com frente
continuo
2. Elaboração por capas: a frente se divide por varias capas
3. A partir da presença ou ausência de meios de transporte
existe:
a. Métodos de elaboração com transporte
b. Métodos de elaboração sem transporte
c. Métodos combinados
Métodos de elaboração de uma Trincheira
Métodos de elaboração de uma Trincheira
1) Elaboração directa a toda profundidade com frente
continuo
a) A largura da trincheira pelo fundo se determina a partir das
condições do posicionamento da banda (faixa) de transporte e o
monte de rocha explodidas (detonadas): b = a + x+A
Donde : “a” é a largura da faixa de transporte (m), segundo institutos
especializados, quando se usa uma via a = 8m e “b” = 29 a 36
e quando se usam duas vias a = 14,5m e “b” = 36 a 45
“x” é a largura do monte de rocha. É um valor tabelado, Se determina a
partir da relação entre altura e a largura do monte detonado tendo em
conta o coeficiente de empolamento.
“A” é a banda detonada
b) A partir das condições do posicionamento dos equipamentos de
carga e transporte, a largura da trincheira pelo fundo será:
b = d1 + d2 +k
Métodos de elaboração de uma Trincheira
d1= r + 0,8/sen ß –hp*Cot ß
Sendo: 
d1- distancia desde o eixo da escavadora até o borde da trincheira
d2- distancia desde o eixo da escavadora até o eixo da línea férrea, com o 
braço estirado ao máximo
r- raio de giro da parte traseira da escavadora 
0,8- distancia mínima entre a parte traseira da escavadora e o borde da 
trincheira
hp- altura desde a superfície do fundo da trincheira até a plataforma da 
escavadora
K- distancia desde o eixo da via e o borde da trincheira k= 5 ou mais, neste 
caso b=18,5 a 32,5 ou algo mais. 
c) Tendo em conta o giro livre da parte traseira da escavadora em 
relação aos taludes durante a carga superior b= 2 d1
d1= r + 0,8/sem ß –hp*Cot ß habitualmente b= 10 a 20m
Métodos de elaboração de uma Trincheira
2) Elaboração directa por Capas
Existe os seguintes métodos:
i. Elaboração da Capa em toda sua extensão
ii. Arranque com carga Superior e instalação das vias em um só 
borde
iii. Arranque com carga Superior e instalação de vias em ambos os 
lados
Métodos de elaboração de uma Trincheira
3) Elaboração da trincheira com transporte automotor a 
toda altura do escalão
Os esquemas mais difundidos são os fechados ou com giro circular do 
camião:
a) No caso do esquema fechado a largura da trincheira pelo fundo se 
determina por : b= 2d +R+lc +x/2; m
Sendo 
“d” distancia desde o borde do camião até o borde da trincheira
“R” raio de giro do camião
“lc” longitude do camião 
“x” largura do camião 
Em dependência da marca do camião e da sua capacidade assim variará o seu
Valor
b) No caso de esquema representado por giros circulares do camião, a 
largura pelo fundo da trincheira se determinará por:
b= 2(d+x/2) +2R = 2(d+R) + x
Métodos de elaboração de uma Trincheira
3) Elaboração da trincheira com transporte automotor a toda altura 
do escalão (Continuação).
c) No caso de transporte combinado, a trincheira se elabora em rocas 
duras depois dos trabalhos de perfuração, a trincheira se divide em 
capas:
- A capa superior é carregada por transporte ferroviário localizada no 
borde superior
- A parte inferior é carregada por transporte automotor, empregando 
um esquema fechado.
- A a largura pelo fundo da trincheira dependerá do método de 
chegada dos camiões: 
se é fechado: b= 2d +lc + R +R/2; m
Se é circular: b= 2(d+R) + x ; m
Aula Pratica 1
1) Durante a exploração de uma mina é necessário a
abertura e preparação de um novo horizonte pelo qual é
imprescindível a abertura de uma trincheira de acesso e
outra de corte em rocha forte. A largura da trincheira pelo
fundo se determina a partir das condições de localização
da banda (faixa) de transporte e o monte de rocha
detonada para o seu alargamento. A altura do escalão é
de 12 m, o talude do borde da trincheira é de 75º, a
banda detonada é de 5 m, a trincheira de corte tem uma
longitude de 400m; a escavadora é uma EKG-5 com
altura de arranque de 10m, o transporte é ferroviário, a
pendente da trincheira é de 30 ‰, o coeficiente de
empolamento é de Kc = 1,3. Determinar os parâmetros
da trincheira e a velocidade da sua elaboração.
Solução
1) Devemos determinar a secção transversal e o volume da trincheira:
Largura pelo fundo da trincheira:
b
a
A
B
b = a + x+A
Donde : “a” é a largura da faixa de transporte (m), segundo institutos especializados, 
quando se usa uma via a = 8m e quando se usam duas vias a = 14,5m
“x” é a largura do monte de rocha. É um valor tabulado, Se determina a partir da 
relação entre altura e a largura do monte detonado tendo em conta o coeficiente de 
empolamento. 
“A” é a banda detonada 
Dados
h = 12m
ß = 75º
A= 5m
LTc= 400m
Transporte ferroviário
Altura do 
monte de 
rocha 
detonada
Largura do monte de rocha detonada, com 
os coeficientes de empolamento
1,3 1,4 1,5 1,6
0,5 h 5,2 A
0,55 h 4,7 A
0,60 h 4,3 A
0,65 h 4,0 A
0,70 h 3,7 A
0,75 h 3,5 A
0,80 h 3,2 A
Solução
Determinação do 
valor de “b”
X=3,2A
X= 3,2*5 = 16 m
b = a + x+A
b= 8 +16 + 5
b= 29 m
OBS: Como a altura de arranque da escavadora é de 10 m, então, a altura do 
monte de rocha detonada não deve ser superior a 0,8 h
Solução
1) Determinar a área da secção transversal da trincheira:
ST = (b+B) /2 *h
ST= (b+h cot ß)*h= (29 +12*Cot75º)* 12 = 386,58 m
2
2) Calcular o volume da trincheira de corte
VTC= ST* LTC = 386,58*400= 154631m
3
3) Calcular a longitude ou projecção da trincheira de acesso
θ
h
LTa 30 ‰ =3 %=0,03 
LTa= h/tag θ = 12/0,03 = 400m
tag θ = ί = 0,03
Solução 
4) Determinar a área da secção transversal da trincheira de acesso 
STa = ST/2 = 386,58/2= 193,29 m
2
5) Determinar o volume da trincheira de acesso
VTa= STa* LTa = 77316 m
3
TaTC
ί
h
LT
ίσ
b
B
b Al
Trincheira de Acesso
h
A
σ
Solução
6) Determinar a velocidade de elaboração da trincheira
V= Qexc/ST
Produtividade mensal da escavadora EKG-5 por tabela é igual 1350 m3/mês
E quando trabalha em combinação com transporte ferroviário, diminui em 30%
100 -30= 70 %= 0,7
Qt=0,7*Qexc= 1350 *0,7 = 945 m
3/ mes
Por tabela 820 turno ao ano
R= 820 /12 = 68 turnos/ mês
Q= R*945 =945*68= 64260 m3/mês
V= Q/St=64260/386,58
V=166,23 m/mes
Elementos e Parâmetros de uma Canteira
Tbc
Br Sp
Br If
Hb
Berma
Fundo de exploração
Ttb
Tfnl
Lr bc
Cantera (mina a céu aberto): conjunto de escavações mineiras a céu 
aberto destinadas a extracção de mineral útil do subsolo
- Borde superior (Br Sp)
- Borde Inferior (Br If)
- Largura do Banco (Lr bc)
- Altura do Banco (Hb)
- Ângulo do Talude do Banco (Tbc) 
- Ângulo do Talude de Trabalho (Ttb)
- Ângulo do Talude Final (Tfnl)
- Berma
 Banco: é o módulo ou escalão compreendido entre dois níveis
que constituem a parte que se explora, de estéril ou mineiro, e
que é objecto de escavações desde um ponto do espaço até uma
posição final preestabelecida
 Altura do Banco: distancia vertical entre dois níveis, ou o é que
igual a distancia desde o pé do banco até a parte mais alta ou
cabeça da mesma.
• Em geral se estabelece a partir da dimensões do equipamentos
de perfuração, carga, e das características do maciço rochoso
• Em geral se limita até 20 m: esta altura permite utilizar os
equipamentos de carga para sanear o frente e manter as
condições de aceitável
Elementos e Parâmetros de uma Cantera
“Critérios Operativos”
 Vantagens na selecção de alturas grande de banco :
• Maior rendimento de perfuração, ao reduzir-se ostempos mortos
de mudança de posição
• Melhoria dos rendimentos dos equipamentos de carga, ao reduzir-
se o tempo morto por mudança de banco, assim como por
deslocamento dos equipamentos dentro do mesmo
• Menor numero de bancos, e portanto maior concentração e
eficiência da maquinas
• Infraestructuras de acesso mais económica por menor numero de
bancos
Elementos e Parâmetros de uma Cantera
“Critérios Operativos”
 Vantagens na selecção de alturas pequenas de banco :
• Melhores condições de segurança para o pessoal e as maquinas,
pois o alcance das maquinas de carga permite um melhor saneio
e limpeza das frentes quando é necessário
• O controlo dos desvios dos furos de perfuração é mais efectivo
(perfuradora com martelo nu fundo)
• Maior controlo da fragmentação das rochas
• Maior rapidez na execução de rampas de acesso entre bancos
• Menores níveis de vibração e ondas aérea, ao ser as cargas
operantes mais pequenas
• Melhores condições para a restauração e tratamento dos taludes
finais
Elementos e Parâmetros de uma Cantera
“Critérios Operativos”
 Vantagens na selecção de alturas de banco :
 A selecção da altura óptima é pois o resultado de um analise
técnico económico apoiado por estudos geológicos e geotécnicos
que incluem o aspecto de segurança das operações assim como
o estudo de recuperação dos terrenos afectados pelas actividades
mineiras quando se chega ao fim.
• Orientações: Canteras 20, mineiros industriais: mais baixos
Elementos e Parâmetros de uma Cantera
“Critérios Operativos”
 Ângulo do Talude do banco: ângulo delimitado entre a
horizontal e a línea de máxima pendente da cara do banco (borde
superior).
• Está em função de dois factores: tipo de material e altura do
banco
• Enquanto mais coerente e mais baixo for o banco, mais vertical
pode ser a cara do mesmo, e ao contrario, enquanto mais
incoerente e alto for o banco, mais estendido será o banco.
• Está em função das características estruturais e resistentes dos
materiais e deverá ser determinado geomecânicamente
• É habitual e recomendável utilizar, durante o trabalho em rocha
media, ângulos entre 60º e 75º
Elementos e Parâmetros de uma Cantera
“Critérios Operativos”
 Profundidade Final da Canteira: Está dada pela profundidade
do corpo mineral
 As dimensões superficiais da canteira: estão dadas pela forma
e dimensões do corpo mineral na superfície
 As dimensões finais da canteira: dependerão da forma e
dimensões do corpo mineral no fundo da canteira
Elementos e Parâmetros de uma Cantera
“Critérios Operativos”
Elementos e Parâmetros de uma Cantera
Tbc
Br Sp
Br If
Hb
Berma
Fundo de exploração
Ttb
Tfnl
Lr bc
Sistemas de exploração
O sistema de exploração deve garantir a evolução dos trabalhos de
preparação e extracção da mina.
 Principais tipos de Sistemas de Exploração
I. Sistemas de Exploração Com Aprofundamento
II. Sistemas de Exploração Sem Aprofundamento
Principais elementos do Sistema de Exploração:
- Escalões de trabalho
- Banda de escavação
- Plataforma de trabalho
- Trincheira de corte
- Sanja de preparação em caso de utilização de transporte automóvel
- Escombreras 
Principais Parâmetros do Sistema de Exploração:
- Altura de escalão (h)
- Ângulo de talude (ال)
- Largura da banda (A)
- Ângulo do borde de trabalho da cantera (φ)
- Longitude da frente de trabalho (Lb)
- Longitude da frente de mineral (Lm)
- Longitude de destape (Ld)
- Longitude total da frente de trabalho (LT)
Para transporte Automotor
Lb=100 – 250 m
Para transporte ferroviário
Lb = 300 – 700 m
Lm = ∑ri=1 li ; Ld =∑ri=1 lj
LT=∑ri=1 lk
Os índices i, j, e k, quantidade de
escalões de destape, extracção.
Li, lj, lk, longitude de extracção,
Destape e total
Índices fundamentais do Sistema de 
Exploração
Velocidade de avanço da frente de arranque Vfa: depende da Largura da 
banda de trabalho A, altura do escalão h, produtividade da máquina Q; 
m/mês
Vfa= Q/A*h ; m/mes
Velocidade de avanço do escalão de trabalho Vf
Vf =12 Q/Lb*h ; m/ano
Vf T= hp (Cot φ + Cot ß )
φ: ângulo do borde de trabalho
ß: ângulo de aprofundamento da cantera
Velocidade de Aprofundamento da mina (cantera) hp
Hp= Vf T/ (Cot φ + Cot ß )
Sistemas de Exploração com Aprofundamento
 As características fundamentais de este sistema é a presencia de duas 
direcções principais de desenvolvimento dos trabalhos mineiros:
1. Avanço horizontal dos escalões
2. Avanço vertical do fundo segundo o aprofundamento da mina
 A medida que aumenta a profundidade o borde de trabalho se desloca 
para baixo e para directa, mas neste caso, os escalões superiores 
devem avançar mais rapidamente ou ao mesmo tempo que os 
inferiores.
A
BJ
A: Largura da banda de trabalho
B: largura media plataforma de trabalho
J: Velocidade de execução da banda
V1>V2+V3
Sistemas de Exploração com 
Aprofundamento
Velocidade de execução da banda (J):
VfaJ =Q/Ai*hi ; m/mês
Tempo de preparação da banda 
TJ =LJ/ VfaJ
Velocidade media de transladação dos escalões
Vi= 12 Qi*Ni/ Li*hi
Sendo: LJ longitude da banda; Ni numero de escavadoras que trabalham em escalões 
i; Li longitude do frente no escalão i; hi altura do escalão; Q produtividade
A velocidade de avanço dos escalões superior deve se superior ou igual a do escalão 
inferior V1≥V2+V3 (esta equação permite seleccionar o tipo e numero de escavadoras 
em cada escalão )
Sistemas de Exploração com Aprofundamento
A
BJ
Cada escalão se explora com banda longitudinais
Sistemas de Exploração sem Aprofundamento
A particularidade fundamental do S. E. sem Aprofundamento, é a
presencia de uma só direcção básica de desenvolvimento dos trabalhos
de transladação dos escalões (somente horizontalmente), de esta forma
somente é aplicável na exploração de jazigos horizontais e jazigos pouco
profundos abruptos e de grande extensão quando no primeiro período de
exploração se utiliza o sistema com aprofundamento.
escombro