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UNIVERSIDADE TÉCNICA DE ANGOLA FACULDADE DE ENGENHARIAS – FAE DEPARTAMENTO DE ENSINO E INVESTIGAÇÃO DE CIÊNCIAS DA TERRA – DEICT CURSO DE ENGENHARIA DE MINAS Turma: EMMK.4.1 Disciplina: Lavra de Minas a Céu Aberto Orientador: MSc. Adriano Cauanda Xavier Ano: 4º Luanda, 2022-2023 PEDREIRA DE GRANITO PARA PRODUÇÃO EM BLOCOS PARA FINS ESTÉTICOS Integrantes do grupo: Euquérito Mafufo……………………………………………………………………37039 Érica Mateus......................................................................................................34338 Gabriel Manuel Hicindino...................................................................................30903 Graça Veriana...................................................................................................39820 PEDREIRA DE GRANITO PARA PRODUÇÃO EM BLOCOS PARA FINS ESTÉTICOS Lavra de Mina à ceu aberto Docente MSc. Adriano Cauanda Xavier Luanda, 2022-2023 Trabalho de investigação da cadeira de Lavra a céu aberto apresentado ao departamento de ensino e investigação de ciências da terra como parte do cumprimento da avaliação parcial do 1º semestre P2, de 2022. I Epígrafe Nunca troca o que você mais quer na vida, pelo que você mais quer no momento. Porquê o momento, é passageiro, mas a vida não. Autor: Graça Veriana. II Dedicatória Dedicamos este trabalho primeiramente a Deus pela graça concedida de realizar esta pesquisa, aos nossos pais e educadores que desde a infância contribuíram para a moldagem do nosso ser, e aqueles que directa ou indirectamente deram o seu contributo para a formação daquilo que hoje somos. III Agradecimentos Agradecemos primeiramente a Deus pelo fôlego da vida e pela dádiva de acordar todos os dias e se fazer presente na instituição, a todos aqueles que nos ajudaram primeiramente aos nossos pais educadores pela força e incentivo que nos proporcionam e o professor Adriano Cauanda Xavier pelo trabalho proposto. IV Resumo O nosso trabalho relata sobre pedreira de granito para produção em blocos para fins estéticocos, e o campo de estudo, encontra-se na província da Huíla que fica no Sudoeste de Angola. A área de estudo localiza-se na comuna da Chibemba, município dos (Chiange), este último tem uma área de 8 150 km2 e situa-se na parte sudeste da província da Huíla e a 150 km da capital provincial Lubango. O município de Chiange tem a Norte, os municípios da Chibia e do Quipungo, a Este o município da Matala, a Sul apresenta os municípios da Cahama e do Curoca, e a Oeste é limitada pelo município de Virei. Tendo em conta a norma legislativa o projeto apresenta o plano de organização de uma pedreira que compreendi: Plano de Lvra (PL); Plano Ambiental de Recuperação Paisagística (PARP). A pedreira em estudo é composta por (5) cinco fases que são: Pesquisa Mineral; Desenvolvimento; Lavra; Lavraria (Beneficiamento do Minério); Desativação da Mina. O ciclo de produção compreende as seguintes tarefas: Perfuração, Desmonte: Por Explosivo ou Corte com fio diamantado ou roçadora , Derrube , Esquartejamento (Corte secundário), Transporte. Na Lavraria (Beneficiamento do Minério), os blocos são trabalhados seguindo uma diversidade de etapas, de equipamentos e de processos de acordo com os objectivos de produção. As principais fases de produção que, seguidamente, se esquematizam são: Serragem; corte; polimento; selecção e acabamento. A recuperação ambiental de uma pedreira é de grande importância, pois além de ser obrigatória por lei emanada pelo governo, vai amenizar os grandes impactos paisagísticos que uma pedreira pode provocar. Palavras-chaves: Pedreira; Granito; Produção, Desmonte, Blocos, Transformação, aproveitamento. V Índice das Figuras e Tabelas Fig. 01: A) Província da Huíla e respetiva divisão administrativa, B) República de Angola e C) Continente Africano.............................................................................................................02 Fig.02: Localização da Província da Huíla...............................................................................03 Fig.03: Emprego de correntes para remoção da vegetação.......................................................07 Fig.04: Emprego de lâmina para remoção da vegetação..........................................................08 Fig.05: Emprego de destocador para remoção da vegetação....................................................08 Fig.06: Esquema da operação perfuração.................................................................................10 Fig.07: Perfuradora HDM 635..................................................................................................10 Fig.08: Características e parâmetros de um plano de fogo.......................................................11 Fig.09: Vista área da pedreira de Granito, onde é possível visualizar o plano de fogo utilizado.....................................................................................................................................12 Fig.10: Três momentos principais (A, B e C) da execução de uma pega de fogo....................13 Fig.11: Três exemplos de cordões detonantes..........................................................................14 Fig.12: Características principais do cordão detonante, alguns deles usados nas pedreiras em estudo........................................................................................................................................14 Fig.13: Exemplo de fios diamantados.......................................................................................15 Fig.14: Corte por Fio Diamantado em forma de U (A) e em forma de V (B)..........................15 Fig.15: Roçadora CSM 961......................................................................................................16 Fig.16: Esquema da operação de derrube.................................................................................16 Fig.17: Esquartejamento ou Corte secundário..........................................................................17 Fig.18: Grua de transporte de blocos........................................................................................17 Fig.19: Pá CAT 980 G..............................................................................................................18 Fig.20: Escombreira. Fig.21: Abertura da caixa e dos canais...................................................18 Fig.21: Abertura da caixa e dos canais.....................................................................................19 VI Fig.22: Dimensão do bloco a ser extraído.................................................................................20 Fig.23: Individualização do Bloco na bancada.........................................................................21 Fig.24: Sinalização de proibição, obrigação, emergência, incêndio, perigo e Informação................................................................................................................................23 Fig.25: Processo de Serragem...................................................................................................24 Fig.26: Processo de polimento dos granitos..............................................................................25 Fig.27: Deposito e Destribuição do produto acabado...............................................................25 Fig.28: Escombros....................................................................................................................26Fig.29: Pó ou poeira de pedra...................................................................................................26 Fig.30: Polpa ou lama abrasiva.................................................................................................27 Fig.31: Aproveitamento dos Escombros...................................................................................27 Fig.32: Aproveitamento de Poeira de pedra..............................................................................28 Fig.33: Aproveitamento de lama abrasiva................................................................................28 Fig.34: Centro Cultural.............................................................................................................30 Tabelas Tabela. 01: Plano de Organização de uma Pedreira.................................................................06 Tabela. 02: Fase da Pedreira.....................................................................................................06 Tabela. 03: Ciclo de Produção da Pedreira...............................................................................09 Tabela. 04: Dimensionamento da Mão-de-Obra.......................................................................22 VII ÍNDICE GREAL Epígrafe ................................................................................................................................................... I Dedicatória ............................................................................................................................................. II Agradecimentos .................................................................................................................................... III Resumo .................................................................................................................................................. IV Índice das Figuras e Tabelas ................................................................................................................ V Tabelas .................................................................................................................................................. VI INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 1 OBJECTIVO GERAL .......................................................................................................................... 1 OBJECTIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................................... 1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ............................................................................... 2 PLANO DE ORGANIZAÇÃO DE UMA PEDREIRA ...................................................................... 6 FASE DA PEDREIRA .......................................................................................................................... 6 DESMATAMENTO ............................................................................................................................. 7 CICLO DE PRODUÇÃO DA PEDREIRA........................................................................................ 9 PERFURAÇÃO ..................................................................................................................................... 9 DESMONTE ........................................................................................................................................ 11 DERRUBE ........................................................................................................................................... 16 ESQUARTEJAMENTO ..................................................................................................................... 17 TRANSPORTE ................................................................................................................................... 17 ESCOMBREIRA ................................................................................................................................. 18 DIMENSIONAMENTO DA CAIXA DOS CANAIS E DOS BLOCOS ......................................... 19 HIGIENE E SEGURANÇA ............................................................................................................... 23 TRANSFORMAÇÃO DO GRANITO .............................................................................................. 24 APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS GERADOS NA EXPLORAÇÃO DE PEDREIRAS. ....................................................................................................................................... 26 Aproveitamento dos Resíduos ........................................................................................................... 27 RECUPERAÇÃO AMBIENTAL ...................................................................................................... 29 Projeto de Recuperação Ambiental ................................................................................................... 30 Conclusão ............................................................................................................................................. 31 Referências Bibliográficas .................................................................................................................. 32 1 INTRODUÇÃO Inicialmente, o sector da Construção Civil vivia da aplicação de rocha ornamental na construção de infraestruturas, no entanto, com o avanço do conhecimento e da tecnologia passou a empregar aço e betão devido às suas características únicas, leveza, flexibilidade e rapidez de aplicação. Assim, o sector da rocha ornamental teve que se adaptar a esta nova realidade bem como as pedreiras de agregados, uma vez que a procura destas aumentou substancialmente, pois estas são a principal fonte de matéria-prima. Uma pedreira é um tipo de mineração a céu aberto de onde rochas ou minerais são extraídos. são usadas para extrair materiais de construção, tais como pedras decorativas. Estas rochas possuem determinadas propriedades para serem utilizadas como material para revestimento em diversas aplicações. Para que uma rocha seja considerada ornamental, devem ser obedecidas duas exigências básicas: apresentar beleza estética e possuir características dentro dos padrões aceitáveis pelas normas técnicas. As rochas Ornamentais abrangem diversos tipos litológicos que podem ser extraídos em blocos ou placas e utilizados em formas variadas. Os principais campos de aplicação destas rochas assentam nas edificações da construção civil, com destaque para os revestimentos internos e externos de paredes, colunas, entre outros. Deste modo, ir-se-á realizar este trabalho para perceber melhor a forma como a exploração é feita nos dois tipos de pedreira, nomeadamente a definição da geometria de ambas as explorações, os métodos de desmonte, os equipamentos necessários, os ciclos de produção e para a pedreira de agregados também será feita uma análise financeira. OBJECTIVO GERAL Apresentar um funcionamento da pedreira de granito para produçao de blocos para fins esteticos, descrevendo os metodos de desmonte, carregamento, transporte e beneficiamento. OBJECTIVOS ESPECÍFICOS Conhecer o ciclo de produçao da pedreira de granito; Apresentar o plano de fogo executado na pedreira para produçao de granito; Descrever e dimensionar a exploraçao da pedreira de granito, envolvendo o calculos de produção de bloco; Definiçao das operaçoes acessorias; Escolha do equipamento necessaria para produçao e exploraçao do jazigo. Apresentar o plano de recuperaçao ambiental da pedreira. 2 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO Enquadramento Geográfico Apedreira,encontra-se na província da Huíla que fica no Sudoeste de Angola sendo que esta província, encontra-se entre os paralelos de 13° 30' e 16° 30' de latitude Sul, e nos meridianos de 13° 30' e 16° 30' de longitude Leste, e ocupa uma extensão territorial de 79 023 km² (Figura abaixo). Fig. 01: A) Província da Huíla e respetiva divisão administrativa, B) República de Angola e C) Continente Africano. 3 A província da Huíla é constituída por 39 comunas inseridas em catorze municípios: Quilengues, Humpata, Quipungo, Caconda, Matala, Caluquembe, Gambos (Chiange), Kuvango, Jamba, Chicomba, Chipindo, Chibia, Cacula e Lubango sendo este último, a capital da província. A área de estudo localiza-se na comuna da Chibemba, município dos (Chiange), este último tem uma área de 8 150 km2 e situa-se na parte sudeste da província da Huíla e a 150 km da capital provincial Lubango. O município de Chiange tem a Norte, os municípios da Chibia e do Quipungo, a Este o município da Matala, a Sul apresenta os municípios da Cahama e do Curoca, e a Oeste é limitada pelo município de Virei. O município de Chiange tem uma altitude média de 1 484 m, e apresenta-se composto pela referida comuna de Chibemba e também pela de Chiange. Fig.02: Localização da Província da Huíla. Clima e Vegetação Na zona centro-norte da província da Huíla e no Planalto da Humpata, o clima é tropical de altitude e semiárido nas áreas de cota m caracterizado pela existência de temperaturas médias anuais compreendidas entre os 19° e 24° C, enquanto as precipitações médias anuais oscilam entre 1200 mm na parte norte e nordeste da província e inferior a 500 mm por ano na extremidade sul da Província da Huíla (GPH, 2014), ocorrem duas estações: 4 Estação seca (Cacimbo): entre os meses de maio a setembro, rigorosa nos planaltos e com temperaturas médias variando entre os 15,5º e os 19º C, registam-se amplitudes térmicas diárias significativas, inexistência de precipitação e uma humidade relativa do ar muito reduzida. Estação das chuvas: entre os meses de outubro a abril, na qual se verificam temperaturas médias compreendidas entre 19º e 21º C, bem como valores de precipitações médias de 600 a 1200 mm. Na região dos Gambos os meses de janeiro e março são de pluviosidade mais elevada, enquanto os meses de junho e julho correspondem aos meses de menor temperatura e enquadram-se na estação seca, registando-se uma humidade relativa mais baixa e evidenciando oscilações diárias mais elevadas de temperatura. Os tipos de vegetação predominantes são de formação estépica de arbustos e árvores, bosques de Colophospermum Mopane, savana de Acácia Kirkil e matos lenhosos (MADR, 1997). É de salientar que em algumas áreas do município de Gambos se regista a presença de vegetação muito densa e espinhosa. Observa-se a presença de pequenos declives de terrenos alagadiços na época das chuvas «Mulolas» e algumas elevações de maior importância onde são ocorrentes as rochas pertencentes ao Complexo Gabro-Anortosítico. Nas áreas com a cobertura arenosa do Kalahari, verifica-se a predominância de solos psamíticos que são grosseiros e não coesos, correspondendo a uma unidade pedológica bem n v n p “T n ”, v n n p p acinzentada no horizonte superficial, a que corresponde uma presença de material argiloso reduzida, sendo muito permeáveis e evidenciando poucos nutrientes minerais e matéria orgânica. 5 Aspetos Socioeconómicos Angola possui uma grande diversidade de recursos naturais e o novo ambiente de negócios, bem como as potencialidades agrícolas, geológicas e mineiras constituem um apelo ao investimento privado nacional e estrangeiro, promovendo o crescimento e o desenvolvimento do país. A província da Huíla possui uma população diversificada em termos étnicos, estimada em cerca de 2 906 700 habitantes (GPH, 2019), e é composta por quatro principais grupos etnolinguísticos: Nyaneca-Humbi, Ovimbundu, N´gangela e Herero. O município dos Gambos (Chiange) possui uma população aproximada de 150 000 habitantes que se dedica maioritariamente a atividades relacionadas com a agricultura de subsistência, agropecuária e a extração de rochas ígneas. A agricultura, a pecuária e a silvicultura constituem as principais atividades económicas da província da Huíla que foram afetadas pelos problemas derivados da guerra civil, mas também pela seca, escassez de equipamentos e tecnologias modernas. Na Província da Huíla destaca-se a criação de produtos agrícolas como algodão, banana, batata, batata doce, feijão, milho, soja, tabaco, goiaba, trigo, manga e cana-de-açúcar. A produção agrícola é vendida nos mercados municipais, mercados paralelos e, mais raramente, através do escoamento para Luanda. n n v n , n n p n p n n n , , n n , n n v , verificando-se a existência de dezasseis (16) unidades industriais relacionadas com as rochas ornamentais. 6 PLANO DE ORGANIZAÇÃO DE UMA PEDREIRA Tabela. 01: Plano de Organização de uma Pedreira. Plano de Lavra (PL): documento técnico contendo a descrição do método de: desmonte, sistemas de extracção e transporte, sistemas de abastecimento em materiais, energia e água, sistemas de segurança, sinalização e de drenagem. Plano Ambiental de Recuperação Paisagística (PARP): documento técnico constituído pelas medidas ambientais para a recuperação paisagística das áreas degradadas no processo de exploração e pela proposta de solução para o encerramento da pedreira. FASE DA PEDREIRA Tabela. 02: Fase da Pedreira PLANO DE PEDREIRA (PP) Plano de Lavra (PL): Plano Ambiental de Recuperação Paisagística (PARP): 2. Desenvolvimento: Desmatação; Preparação da Escombreira. 1. Pesquisa Mineral 3. Lavra: Perfuração; Desmonte; Derrube; Esquartejamento; Transporte; Higiene e Seguramça 5. Desativação da Mina: Restauração Ambiental. 4. Lavaria (Beneficiamento do Minério): Tratamento do Gramito; Aproveitamento dos Resíduos. 7 2. DESENVOLVIMENTO DO PROJECTO DESMATAMENTO Desmatamento é a etapa que compreende os serviços de remoção da cobertura vegetal do local onde será instalado um empreendimento. O porte da vegetação, o número de árvores, a densidade da vegetação e o diâmetro das árvores, são fatores que devem ser determinados através de uma inspeção local. Assim, conclui-se que a inspeção do local é indispensável para a averiguação dos fatores favoráveis ou desfavoráveis aos serviços de limpeza da vegetação. De forma geral, este processo de remoção da vegetação é representado basicamente por três técnicas de remoção: Emprego de Correntes O desmatamento poderá ser feito com o emprego de correntes, pesadas e reforçadas, arrastadas por dois tratores de mesmo modelo que trabalham em paralelo. É especialmente indicado para a limpeza de grandes áreas de vegetação de arbustos ou árvores de pequeno porte. Fig.03: Emprego de correntes para remoção da vegetação. 8 2. DESENVOLVIMENTO DO PROJECTO Emprego de Lâmina O desmatamento com o emprego de lâmina se caracteriza pelo tombamento total da árvore, inclusive das raízes, que são arrancadas do solo. Fig.04: Emprego de lâmina para remoção da vegetação. Emprego de Destocador O destocador é um implemento destinado à remoção de tocos deixados após o corteda árvore. O princípio de sua aplicação é o uso da força concentrada do empuxo do trator numa área reduzida e ao mesmo tempo a força de levantamento da lâmina. A curvatura do destocador e sua pequena largura permitem a entrada no solo e aplicação da força por baixo do toco, removendo-o com todas as ramificações. Fig.05: Emprego de destocador para remoção da vegetação. 9 3. LAVRA DO PROJECTO CICLO DE PRODUÇÃO DA PEDREIRA O ciclo de produção compreende as seguintes tarefas: Perfuração, Desmonte: Por Explosivo ou Corte com fio diamantado ou roçadora , Derrube , Esquartejamento (Corte secundário), Transporte, conforme ilustra a figura abaixo: Tabela. 03: Ciclo de Produção da Pedreira PERFURAÇÃO As operações de perfuração constituem o início da fase de extração de blocos, que depois é levada a cabo através de métodos de desmonte, como o material explosivo, (através de pegas de fogo na frente de desmonte), fio diamantado e etapas complementares (derrube e esquadrejamento). Na sequência de desmonte para o caso de três faces livres. As três faces livres consistem em duas faces laterais livres e uma face de topo livre. A primeira operação é a perfuração que consiste em efetuar três furos, dois horizontais junto à base do bloco e um furo na vertical. Esta perfuração é necessária para que na operação seguinte, o fio diamantado possa passar pelos furos e proceder ao corte. Na figura abaixo as linhas a vermelho representam as perfurações a efetuar. 1.Perfuração 2. Desmonte Desmonte Por Explusivo Desmonte com Fio Adiamantado ou Roçaduro 3. Derrube 4.Esquarteja mento 5.Transporte 10 3. LAVRA DO PROJECTO Fig.06: Esquema da operação perfuração. Para o equipamento de perfuração optou-se por usar equipamento mecanizado de modo a garantir os níveis de produção pretendidos, e garantir também a verticalidade dos furos. De acordo com o diâmetro, comprimento e velocidade de perfuração escolheu se a perfuradora, pela Empressa Benetti Macchine. Tipo de Máquina que operam na perfuração: Perfuradora Selecionadora HDM 635 Motor elétrico 7,5 kw ; Diâmetro do bit de perfuração 90 mm ; Comprimento do rod de perfuração 1000 mm. Fig.07: Perfuradora HDM 635 11 3. LAVRA DO PROJECTO DESMONTE Desmonte por Explosivo (Plano de Fogo) A perfuração é necessária para definir um plano de fogo que servirá de plano de desmonte de rocha, através do uso, por norma, de material explosivo. Na figura abaixo apresenta-se o modelo teórico do plano de fogo e os seus principais parâmetros técnicos que se utilizam habitualmente nas pedreiras, salvaguardando-se no entanto, que estes parâmetros técnicos variam para que a pega se adapte a situações específicas, permitindo assim a otimização do desmonte. Fig.08: Características e parâmetros de um plano de fogo. 12 3. LAVRA DO PROJECTO Os planos de fogo das pedreira são realizados em esquadria, de forma a obter-se um plano de fogo quadrado na parte superior, tal como é possível observar pela figura abaixo. Plano de Fogo normalmente usado; Bancada já desmontada. Fig.09: Vista área da pedreira de Granito, onde é possível visualizar o plano de fogo utilizado. O conhecimento dos parâmetros geológicos e geotécnicos que caracterizam os maciços rochosos, e que modelizam o seu comportamento, são a base para a compreensão dos mecanismos de rotura das rochas. 13 3. LAVRA DO PROJECTO Fig.10: Três momentos principais (A, B e C) da execução de uma pega de fogo. Os três momentos principais (A, B e C) da execução de uma pega de fogo: Figura A: ilustrativa de uma malha de fogo com os furos já assinalados com vegetação, Figura B: ilustrativa do cordão detonante geralmente usado entre os furos; Figura C: ilustrativa que mostra depois de executada uma pega de fogo. Material Explosivo Usado no Desmonte A utilização de material explosivo como método de desmonte baseia-se na utilização de cordão detonante, pólvora ou dinamite através do plano de fogo definido e executado inicialmente. É utilizado de forma a otimizar a obtenção de blocos com dimensões comerciais com a fracturação existente, especialmente no que diz respeito à fracturação sub-horizontal. Esta substância explosiva é adequada para a obtenção de blocos com dimensões comerciais devido à sua baixa velocidade de detonação, utilizando os gases resultantes da deflagração como força ativa num processo de desmonte de menor impacte. Por sua vez, o cordão detonante (figura abaixo), que varia de 6 a 100 g/m, é utilizado consoante a potência que se pretende, sendo o cordão de 12 g/m (laranja) o mais utilizado nas pedreiras em estudo. 14 3. LAVRA DO PROJECTO O uso de cordão tem diversas aplicabilidade e tem como principais vantagens o facto de ser resistente à água e à abrasão, tendo cores vivas para facilitar a sua identificação. Na tabela abaixo são apresentados as características principais dos cordões detonantes comercializados e mais usados em atividades de extração de rocha. Fig.11: Três exemplos de cordões detonantes. Referir que o cordão detonante de cor laranja é, por norma, o mais utilizado nas pedreiras em estudo. Como se percebe facilmente pela tabela 3, se pretender um detonamento mais forte usa-se, nas pedreiras já referidas, o cordão de cor verde. Contudo, o que se faz nas pedreiras em estudo, é utilizar pólvora juntamente com o cordão detonante laranja, tornando assim esse detonamento mais forte e evitando o uso do cordão verde, que é ligeiramente mais caro. Gramagem (g/m): Cor: Diâmetro Exterior (mm): Resistência à tração(Kg/cm2): 6 Amarelo 3,6 60 10 Azul 4,5 75 12 Laranja 4,7 75 20 Branco 5,7 100 40 Verde 7,6 100 80 Amarelo 10,3 100 100 Vermelho 11,2 100 Fig.12: Características principais do cordão detonante, alguns deles usados nas pedreiras em estudo. 15 3. LAVRA DO PROJECTO Corte com Fio Adiamantado O desmonte por fio diamantado tem como objetivo principal a obtenção de blocos que apresentem superfícies completamente lisas. O fio diamantado é introduzido nos furos, processando-se o corte mediante o atrito provocado pela circulação do fio diamantado na massa mineral (granito). É necessário grandes quantidades de água para evitar ao máximo o atrito entre o fio diamantado e o granito, lubrificando o fio e aumentando a velocidade de corte. Fig.13: Exemplo de fios diamantados. Em termos mais específicos, o corte por fio diamantado, utilizado na pedreira, processa- se basicamente de duas formas (figura abaixo): Através de corte vertical, realizando a abertura de um canal em U, até os fios se intersetarem; Através de corte horizontal, realizando a abertura de um canal em V, até os fios se intersectarem. Fig.14: Corte por Fio Diamantado em forma de U (A) e em forma de V (B). 16 3. LAVRA DO PROJECTO Corte com Roçadora A roçadora é um aparelho de corte que consiste numa unidade motriz que acciona uma serra de grandes dimensões que literalmente serra o bloco. Este tipo de equipamento é usado principalmente para efectuar os cortes de levante. Foram selecionadas roçadoras diferentes para corte primário e secundário respetivamente. Fig.15: Roçadora CSM 961 DERRUBE Operação que passa por derrubar o bloco e depois soltá-lo da posição em que estava ainda encaixado na bancada. Efetua-se uma cama para minimizar a rutura do bloco, ou maximizar a recuperação. Essa cama pode consistir em escombros, em pneus de máquinas ou outro objeto adequado à função, que seja barato e prático. Com o auxílio de uma máquina, que pode ser uma pá carregadora ou uma escavadora aplica-se carga na face paralela à zona de derrube. Na figura abaixoestá representado um esquema da operação de derrube com recurso a escavadora. . Fig.16: Esquema da operação de derrube. 17 3. LAVRA DO PROJECTO ESQUARTEJAMENTO A quarta operação principal é o esquartejamento. Esta operação consiste na divisão dos blocos aproveitáveis em blocos comerciais ou simplesmente transportáveis. Para esta operação é necessário uma roçadura. O corte secundário tem como função cortar o bloco principal em blocos de menores dimensões. Fig.17: Esquartejamento ou Corte secundário. TRANSPORTE O transporte pode ser efectuado com auxílio de dumpers ou com gruas, no caso em particular da pedreira em estudo a remoção do bloco das frentes de trabalho terá de ser feito com o auxílio de gruas uma vez que a exploração é feita em poço sendo o comprimento muito superior à largura, não permitindo a criação de rampas. Todo o transporte de blocos bem como o equipamento mecanizado é realizado por potentes gruas instaladas no topo da exploração. Fig.18: Grua de transporte de blocos. 18 3. LAVRA DO PROJECTO O equipamento para manuseamento de blocos no fundo da pedreira atá às zonas de remoção e para carga dos escombros em caixotes para extração é a pá frontal Caterpillar CAT 980G, equipada com sistema de permutação entre garfos e balde. Fig.19: Pá CAT 980 G. ESCOMBREIRA Os escombros extraídos da pedreira devem ser depositados nas proximidades desta, evitando-se gastos desnecessários de combustível. Deve considerar-se ainda que os terrenos onde é feita a deposição não deverão ser explorados posteriormente de modo a evitarem-se gastos desnecessários com movimentação de terras e escombros das pedreiras. Fig.20: Escombreira. O transporte dos detritos e de blocos sem valor comercial para a escombreira é feito por Dumper. Normalmente, neste tipo de exploração, utilizam-se equipamentos velhos comprados no mercado de ocasião, visto que têm uma baixa taxa de utilização. 19 3. LAVRA DO PROJECTO DIMENSIONAMENTO DA CAIXA DOS CANAIS E DOS BLOCOS Previamente ao início da exploração é necessário executar a abertura da caixa e dos canais de modo a providenciar duas faces livres extra ao bloco alvo de desmonte, bem como a necessidade de existir espaço livre para posicionar a maquinaria de corte dos blocos. É ainda essencial existir espaço suficiente para tombar as fatias. Como a altura é de 5 m, os canais para onde estas irão tombar foram dimensionados com 5,5 m de largura de modo a existir espaço para tombar a fatias e executar os trabalhos de desbaste. Como se pode observar na figura 36, o nível terá um total de 26 blocos primários exploráveis, por mês serão explorados 6 blocos primários, pelo que o tempo de exploração deste nível será de aproximadamente 4.5 meses, sendo necessário prosseguir para o nível seguinte para prosseguir a exploração, ao fim deste tempo. Fig.21: Abertura da caixa e dos canais. 20 3. LAVRA DO PROJECTO Calculos de Dimencionamento dos Blocos Este projeto tem como objetivo a extração de 100 de blocos com aproximadamente 12 t por mês. Sabemos que: A altura da bancada, segundo o corte AB, é de 5m; A recuperação é de 20%; O tempo médio de mudança de equipamento de fio diamantado é de 1 hora O tempo total de furação é de 48 horas; O tempo total de transporte é de 30 horas; O tempo total de serragem, inclusive acabamentos, é de 72 horas; O tempo total de transporte de estéreis é de 12 horas; Diâmetros de furação são de 10cm e 25cm; Fig.22: Dimensão do bloco a ser extraído. Calculo da produção mensal total A produção mensal total obtém-se relacionando o índice de aproveitamento com a produção útil da seguinte forma: Onde: 21 3. LAVRA DO PROJECTO Tendo em conta a recuperação de 20 %, assim vamos ter de calcular o volume total necessário para que no final obtenhamos esses mesmos 100 de rocha comerciável. Assim: Logo precisamos desmontar 500 de rocha. Cálculo da volumetria média dos blocos extraídos Devido à elevada fracturação do maciço optou-se por limitar o peso médio dos blocos a 12 Ton de modo a optimizar-se o aproveitamento do material. Com uma densidade média de material extraído de 2.7 t/ pode-se determinar a volumetria média dos blocos produzidos: Se cada bloco tem 4 então necessitamos de que corresponde à recuperação de 20% no desmonte de 500 de rocha. Sendo o processo de desmonte de três faces livres, e para facilitar vamos individualizar. As dimensões (comprimento × altura × espessura) vão depender em grande parte da altura da bancada que estava já previamente definida como sendo de 5 metros. Bloco de dimensões (10×5×10). O que corresponde aos 500 (Figura abaixo). Fig.23: Individualização do Bloco na bancada 22 3. LAVRA DO PROJECTO Dimensionamento da Mão-de-Obra Categoria Número Função Engenheiro 4 Projectar, e coordenar toda actividade da pedreira Responsável Técnico 3 Responsabilidade técnica da pedreira (fazer cumprir os projectos) Encarregado de Pedreira 4 Gerir os trabalhos de exploração Operador de Perfuradora 3 Operar com a máquina de perfuração Motorista 3 Manobrar com as máquinas móveis e com todos os veículos necessários à pedreira Operador Geral 2 Operar a máquina de Fio Diamantado Mecânico 3 Manutenção das máquinas Total 22 Tabela. 04: Dimensionamento da Mão-de-Obra 23 3. LAVRA DO PROJECTO HIGIENE E SEGURANÇA A implementação de medidas de higiene e segurança são da maior importância nas pedreiras dado que nelas se executa um trabalho duro e risco elevado. Serão cumpridas as disposições constantes da Lei nº 102/2009, de 10 de setembro, com alteração mais recente pela Lei n.º 3/2014, de 28 de janeiro e do quadro legislativo nacional referente à Segurança na Indústria Extrativa: Todos os procedimentos, regras e medidas de prevenção para a eliminação ou redução dos riscos existentes na Pedreira estão descritos no Plano de Segurança e Saúde (PSS) que acompanha o presente Plano de Pedreira. O PSS contém os seguintes elementos: Caracterização da Empresa e Unidade Extractiva; Riscos; Plano de Sinalização; Planos de Proteções Coletivas e Individuais; Plano de Saúde; Plano de Formação e Sensibilização; Controlo de Sinistralidade; Plano de Manutenção; Meios de combate a incêndios, de primeiros socorros e de evacuação. Fig.24: Sinalização de proibição, obrigação, emergência, incêndio, perigo e Informação. 24 4. LAVRARIA (BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO) TRANSFORMAÇÃO DO GRANITO Na Indústria Transformadora, os blocos são trabalhados seguindo uma diversidade de etapas, de equipamentos e de processos de acordo com os objectivos de produção. As principais fases de produção que, seguidamente, se esquematizam são: Serragem; corte; polimento; selecção e acabamento. Serragem Esta fase destina-se à transformação do bloco em chapa serrada, com espessura variável de acordo com o fim a que se destina. É um processo predominantemente automatizado, com constante recurso a circuitos fechados de água. Surgimento de engenhos de corte diamantados constituídos por multilâminas veio permitir o corte do bloco em chapas com diferentes espessuras e simultaneamente. Fig.25: Processo de Serragem Corte e Polimento Após a serragem as chapas passam em cortes secundários onde são cortadas em pequenas peças como ladrilhos, mosaicas etc. O polimento corresponde ao processode tratamento das superfícies, sendo utilizadas linhas de polimento, cada vez mais automatizadas. Na fase de polimento, recorrem-se as polidoras de tapete, compostas por uma bancada ao longo da qual se desloca um tapete de dimensões variáveis, onde se coloca o produto trabalhado. 25 4. LAVRARIA (BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO) Devido à alta porosidade que as chapas apresentam, elas passam por um processo de aquecimento, de seguida é colocado resina na superfície das chapas de forma a cubrir os poros das chapas, conforme ilustra a figura abaixo. Fig.26: Processo de polimento dos granitos As chapas recebem resinas na integra devido os seus poros, a resina tem a finalidade de garantir o fecho dos poros para prosterior, na sequência do polimento resultar em superfície lisa e brilhante. O polimento é feito com uma máquina com um conjunto de lichas com granulomentria diferentes desde as mais grossas e as mais finas, para garantir o bilho adequado, (conforme a figura acima). É um processo lento, mas compensa pelo belo resultado final que apresenta. Depois do processo de polimento, as chapas são depositado no stock com a devida identificação alfanumérica, ficando pronto para a sua destribuição. Fig.27: Deposito e Destribuição do produto acabado. Selecção e Acabamento A selecção é um processo, sobretudo manual, que visa obter um produto final uniformizado. O acabamento constitui a fase final do processo produtivo e depende do tipo de rocha e dos objectivos finais de produção. É realizado por canteiros e operários especializados e consiste na chanfragem de arestas e obturação de poros. 26 4. LAVRARIA (BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO) APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS GERADOS NA EXPLORAÇÃO DE PEDREIRAS. Principais resíduos gerados nos processos de lavra e beneficiamento. Os principais resíduos gerados na fase de lavra de pedreiras são os seguintes: Escombros: Escombros são resíduos por norma gerados nos processos de desmonte e esquartejamento, na separação da matéria mineral útil da rejeitada, ou ainda na utilização de explosivos para a detonação do material estéril que impede a chegada do material com teor comercializável; Fig.28: Escombros Pó ou poeira de pedra: Estes resíduos são os finos produzidos em grande volume no processo de esquartejamento ou perfuração de canal com o material pneumático de perfuração a seco; Fig.29: Pó ou poeira de pedra 27 4. LAVRARIA (BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO) Polpa ou lama abrasiva: Lama abasiva são resíduo resultante da serragem de blocos primários ou secundários por via húmida, onde o pó da rocha ornamental mistura-se com a água injectada para o arrefecimento do material abrasivo, resultando uma lama ou polpa desta mistura. Fig.30: Polpa ou lama abrasiva. Aproveitamento dos Resíduos Escombros: Estes resíduos são maioritariamente aproveitados no sector de construção civil e arquitectura, tanto para obras públicas ou revestimento de interior e/ou exterior. Deles podem resultar: Cubos/Paralelos para calçadas; Lancis; Tijolos; Revestimento para paredes (Interno e externo), Britas, Ladrilho, Peças artesanais; Etc. Fig.31: Aproveitamento dos Escombros. 28 4. LAVRARIA (BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO) Pó ou Poeira de pedra: São partículas extremamente finas com granulometria inferior a 0,001 mm, estes resíduos são geralmente aproveitados para o sector civil, agrícola e outros. Deles podem resultar: Argamassas; Fertilizantes; Correctores de solos; Absorvedor de poluentes na água; Matéria-prima para a produção de novo tipo de cimento. Fig.32: Aproveitamento de Poeira de pedra Lama abrasiva: A lama abrasiva resultante da serragem por via húmida, é um resíduo que pode ser secado e transformado em pó de pedra, porém, com propriedades químicas diferentes do pó de pedra do processo de esquartejamento, por possuir aço e outras partículas na sua composição provenientes do processo de abrasão durante a serragem/serração, porém, tanto o pó quanto a lama podem ser aproveitados para: Fabricação de produtos cerâmicos diversos, Fabricação de tijolos ecológicos, Argamassas, Reaproveitamento do pó de pedra. Fig.33: Aproveitamento de lama abrasiva 29 5. DESATIVAÇÃO DA MINA RECUPERAÇÃO AMBIENTAL A recuperação ambiental de uma pedreira é de grande importância, pois além de ser obrigatória por lei, decreto‐Lei nº 270/2001, de 6 de outubro, vai amenizar os grandes impactos paisagísticos que uma pedreira pode provocar. A recuperação vai também dar valor ao espaço em termos ecológicos e paisagísticos, podendo no futuro vir a gerar lucro, directa ou indirectamente, ao proprietário do espaço. A recuperação de uma pedreira pode ser feita de três formas diferentes: Restauração: A restauração tem como objectivo restabelecer a área afectada ao seu estado natural, pelo que este método é o menos utlizado, pois pode ser um método muito dispendioso; Reabilitação: A reabilitação propõe que a área afectada seja reconvertida num espaço que se insira no ecossistema circundante. Reconversão: A reconversão propõe que seja dado um novo uso há área afectada. Visa uma utilização do espaço afectado para outros usos, distintos dos originais, ou seja, substituir o ecossistema autóctone, não obrigando, necessariamente, à revegetação das áreas. A recuperação de uma pedreira a céu aberto proporciona diversas possibilidades de recuperação paisagística de acordo com vários fatores. De entre estes, destacam-se o enquadramento socio-económico, as características do maciço e aptidão dos solos, o local de implementação do plano, a longevidade da pedreira e o capital disponível para o efeito. Tendo em conta os paramétrtos geométricos da pedreira (profundidade, comprimento, área, os contornos, inclinação) etc. A pedreira sofreu uma reconverção de modos a proporcionar a região um espaço novo e com grande entretenimento. 30 5. DESATIVAÇÃO DA MINA Projeto de Recuperação Ambiental Após várias análises, estudos na pedreira, bem como na região onde se encontra, achou- se por bem imprementar um projeto de âmbito socio-cultural (Centro Cultural). Um centro cultural é o espaço que permite participar em atividades culturais. Estes centros têm o objetivo de promover a cultura entre os habitantes de uma comunidade. O Centro Cultural é um importante instrumento para o desenvolvimento de uma população. E, nesse aspecto, o primeiro benefício é a inclusão de um povo na cadeia de produção cultural, sendo que até mesmo aquelas pessoas que se encontram excluídas do consumo das artes possam ter acesso a essas diversas atividades culturais. Centro Cultural Fig.34: Centro Cultural. 31 Conclusão O projecto sobre pedreira de granito para produção em blocos para fins estéticocos, durante o trabalho foi posivel descrever os métodos de desmonte, transporte e beneficiamento, de igral modo objectivou-se a construção do layout onde se evidenciou a caixa, os canais e os blocos primários e ainda as instalações inerentes à exploração, e também a sequência de desmonte dos blocos primários até à obtenção dos blocos comerciais, tal como o seu dimensionamento. A definição de cada uma das operações deve ter sempre por objetivo o aproveitamento máximo de blocos de dimensão comercial. Este trabalho foi muito importante para a consolidação dos conhecimentos de âmbito mineiro adquiridos nas aulas teóricas, como os equipamentos, dimensionamento, ciclos de trabalho, produção, bem como na consciencialização da dificuldade e exigência que um trabalho de preparação de produção mineira envolve. Para terminar, também é muito importante depois de toda exploração feita, começar a implementar o plano de recuperação paisagística.É um plano técnico constituído pelas medidas ambientais para a recuperação das áreas degradadas no processo de exploração e pela proposta de solução para o encerramento da pedreira. 32 Referências Bibliográficas 1. http://www.benettimacchine.it/uk/benetti-macchine.asp 2. Http://www.aeportugal.pt/downloads/estudosaep/rochasornamentais.pdf 3. Mestrado em Engenharia Geológica e de Minas, Exploração Pedreiras Dimensionamento do desmonte de uma pedreira de rocha ornamental. 4. Estudo sobre as Rochas Ornamentais em Angola 5. Henriques P.F., Carvalho J.M.F., Falé P., Lusi A.G., Estudo Geológico Aplicados à indústria extrativa de mármores no anticlinal de Estremoz – o caso do núcleo de Pardais. http://www.benettimacchine.it/uk/benetti-macchine.asp http://www.aeportugal.pt/downloads/estudosaep/rochasornamentais.pdf
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