lavra em tiras

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas 
 
 
 
 
 
 
Lavra por Tiras 
Strip Mining 
 
 
 
 
Victor Lucas Bretas 
09.2.1130 
 
 
 
MIN113 – Lavra a céu aberto 
Professor: Wilson Trigueiro 
 
 
10 de Fevereiro de 2014 
Método de Lavra por Tiras Página 2 
 
Sumário 
 
Introdução ..................................................................................................................................... 3 
Tipos de métodos .......................................................................................................................... 4 
O método de Lavra por Tiras ......................................................................................................... 5 
Equipamentos Utilizados:.............................................................................................................. 8 
Conclusões .................................................................................................................................. 10 
Bibliografia: ................................................................................................................................. 12 
LISTA DE FIGURAS: ...................................................................................................................... 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Método de Lavra por Tiras Página 3 
 
 
Introdução 
A mineração tem desempenhado um papel fundamental no 
desenvolvimento da civilização afinal, os produtos da indústria mineral de forma 
geral estão na vida de todos na nossa sociedade industrializada assim como 
durante toda era humana. 
A economia brasileira sempre teve uma relação estreita com a 
extração mineral. Atualmente se constitui em um dos setores básicos da 
economia, sendo o subsolo brasileiro um importante depósito mineral 
reconhecido no mundo inteiro. Atingindo em 2004 (Neves et al., 2005) cerca de 
4,5% do PIB nacional e vem crescendo de forma constante na última década. 
Aproximadamente 2370 minas estão em operação no país, lavradas 
preferencialmente a céu aberto e abrangendo uma grande diversidade de bens 
minerais, cerca de 60 variedades. 
A mineração é uma atividade que é praticada em todo mundo e as 
técnicas de extração empregadas estão em constante evolução. Os métodos 
são limitados pela disponibilidade e desenvolvimento dos equipamentos e, 
como todos os fatores que influenciam em sua seleção, devem ser avaliados 
levando-se em conta os aspectos tecnológico, social, econômico e político 
(MACEDO et al.,2001). 
A seleção do método de lavra é um dos principais elementos em 
qualquer análise econômica de uma mina e sua escolha permite o 
desenvolvimento da operação. Através de cálculos é possível determinar a 
melhor maneira de extração do bem mineral, maximizando a vida útil da mina e 
claro, com a melhor relação estéril-minério (REM). 
Para esse planejamento, deve-se coletar o maior numero de 
informações e características da região. De acordo com HUSTRULID são elas, 
topografia, condições climáticas, presença de água de superfície ou 
subterrânea, estrutura geológica da região (presença de falhas, espessuras e 
teores de capeamento, minério, contaminantes, etc), fauna e flora, locais para 
construção de estrada, acessos, instalações da mineradora, barragem de 
rejeito, pilhas de estéril, energia disponível na área, etc. 
Assim, a mineradora deve procurar tais informações na literatura, 
órgãos políticos, trabalhos científicos e assim por diante. Entretanto, sempre 
atento às questões jurídicas, econômicas, sociais, ambientais, trabalhistas, de 
higiene e segurança. E obviamente pensando sempre durante toda a fase de 
uma lavra, desde a sua pesquisa, planejamento, implementação, 
operação/produção e fechamento. 
Por isso a escolha de um bom método de lavra garantirá uma 
situação mais confortável para a empresa. 
 
Método de Lavra por Tiras Página 4 
 
Tipos de métodos 
Esse trabalho irá focar apenas para minerações a céu aberto, pois é 
o objetivo da matéria em questão. Na literatura, podemos citar os principais 
tipos: por bancadas, pedreira (rocha ornamental e uso para construção civil), 
lavra de aluvião (desmonte hidráulico e por dragagem) e lavra por tiras, sendo 
este último, o objetivo deste trabalho. 
O método deve ser seguro e produzir condições adequadas para os 
funcionários, fomentar a redução dos impactos causados ao meio ambiente, 
permitir condições de estabilidade durante a vida útil da mina, ser flexível 
adaptando às diversas condições geológicas e à infraestrutura disponível, 
permitindo atingir a máxima produtividade reduzindo o custo unitário. 
As características físicas do depósito, como profundidade e 
extensão, limitam as possibilidades de aplicação de alguns métodos de lavra. 
O mergulho do corpo é um fator importante que influencia tanto na seleção do 
método como na escolha dos equipamentos, podendo ser definidos como 
suave (horizontal a 20º), médio (20º a 50º) e íngreme (50º a vertical). 
A espessura do depósito e a sua forma também permitem a 
classificação do deposito como estreito (<10 m), intermediário (10 m a 30 m), 
espesso (30 m a 100m) e muito espesso (> 100m). (Nicholas, 1968). 
 
 
Figura 1: Esquema mostrando o comportamento do corpo mineral 
 
 
 
 
 
Método de Lavra por Tiras Página 5 
 
O método de Lavra por Tiras 
O método de tiras ou Strip Mining é um tipo de lavra a céu aberto 
que envolve escavar o solo, rochas ou outro material para expor uma reserva 
mineral tabular, em camadas ou lenticular, ou seja, corpos relativamente 
horizontais. O minério extraído geralmente é o carvão, ou outro de origem 
sedimentar, como o caulim e a bauxita. Primeiro é feita a retirada do top soil, ou 
seja, o solo da superfície rico em matéria orgânica. Logo depois é retirado o 
capeamento, o estéril cuja escavação é feito em blocos retangulares, paralelos 
e adjacentes entre si, extraídos em sequencia. 
 
Por isso o nome de tiras, pois uma fileira de blocos em uma mesma 
direção é uma tira/fatia. Essa mesma divisão em blocos do estéril é feita para o 
corpo mineral. Dessa forma consegue-se 
uma sequência operacional satisfatória. 
Primeiramente é feita a supressão 
vegetal, em outras palavras, a retirada do top 
soil da área onde será feita a lavra. Esse 
processo deve ser planejado para atender os 
prazos e expectativas da operação de lavra 
da empresa, podendo ser feita, para cada 
mês, trimestre, semestre ou o que a 
mineradora necessitar. Essa matéria 
orgânica poderá ser usada para reabilitação 
da área futuramente. 
Figura 2: Representação da Lavra por Tiras 
Área já lavrada e 
recuperada 
Disposição 
do Esteril 
Capeamento 
(estéril) 
Camada de 
Minério 
 
Figura 3: Esquema da Direção da Lavra 
Método de Lavra por Tiras Página 6 
 
Figura 5: Esquema de desmonte do capeamento com 
explosivo 
Já com a área livre, a próxima etapa é seguir o seguinte processo: 
retirar o capeamento, lavrar o minério, exaurir a tira. Para a próxima tira, os 
equipamentos, pegam o material de capeamento e jogam na cava anterior já 
exaurida, expondo assim a camada de minério para a próxima tira. Todo esse 
ciclo é mostrado na figura 04. 
O movimento lateral do estéril (capeamento) pode ser feito por 
explosivos, dragline, escavadeiras do tipo bucket-wheel ou shovel, tratores de 
esteira (dozers), dentre outros. 
Dependendo da dureza do minério e questões financeiras, o 
desmonte do minério poderá ser feito por explosivos (Figura 05) ou por 
escarificação (desmonte mecânico). Ambos os casos, nada mais é que reduzir 
a rocha em formas 
menores para a etapa de 
britagem, ou seja, o top 
size do britador 
influenciará o 
espaçamento entre os 
furos de explosivos ou a 
manobra em que o ripper 
(garra do equipamento) 
precisará fazer. Os rippers 
são acoplados aos tratores 
de esteira ou outro 
equipamento. Para não 
desgastar esta ferramenta, 
usualmente utiliza uma 
garra para materiais mais 
duros e duas oumais 
garras para materiais mais 
friáveis. 
Figura 4: Esquema completo da lavra por tiras 
1. Colocacção 
dos explosivos 
no 
capeamento 
2. Material 
desagregado 
3. Disposição 
do estéril a 
montante 
4. Lavra do 
Minério 
5.Transporte 
do minério 
Remoção do 
solo vegetal 
Recuperação 
da àrea 
Nivelamento 
do Estéril 
Operações com 
a Dragline: 
Remoção do 
estéril 
Lavra do 
minério Área Livre 
Método de Lavra por Tiras Página 7 
 
Uma grande vantagem desse método é que o estéril é depositado 
nas proximidades e não é necessária uma pilha de estéril. Apenas a reposição 
do mesmo na tira anterior. Assim, a operação de lavra acontece 
simultaneamente com a recuperação da área. Figura 04 
Outra característica deste método é que o corpo de minério não 
pode ser muito profundo, pois quanto maior a profundidade do minério, maior 
será o capeamento, aumentando assim a relação estéril-minério e 
impossibilitando um aproveitamento econômico satisfatório. Dessa forma, o 
capeamento deve ter no máximo 50m. 
Em relação ao minério, o seu corpo não deve variar mais que 20º 
pois dificulta as operações, transporte, desgasta equipamentos e as tiras não 
ficam uniformes. 
Claro que, na natureza nada é perfeito. Cada bloco, tira tem sua 
característica, teor, contaminantes, etc. Por isso o planejamento e a operação 
de capeamento e extração do minério devem andar alinhados para o melhor 
aproveitamento e exaustão da jazida. 
Entretanto, temos que listar também as desvantagens do método. O 
primeiro deles, sem sombra de dúvida, é a extensão horizontal que a lavra por 
tiras pode alcançar. Devido o corpo mineral ter essa característica, ao lavrá-lo 
as mineradoras segue sua direção e alcançam milhares de hectares. E por 
causa disso, possuem um visual negativo. 
No caso de lavra do carvão mineral, a deposição do estéril deve ser 
protegida com uma camada de argila impermeável pois a lixiviação desse 
material gera drenagem ácida. 
Logo no inicio da lavra, por não ter uma cava vazia para deposição 
do estéril e solo, surge um problema de disposição e custo para empresa. Para 
resolver isso, o solo é utilizado futuramente para recuperação da área, e 
material de capeamento é usado para se fazer estradas e acessos dentro da 
mina, assim como construção de leras para delimitar áreas, direcionar o fluxo 
de equipamentos e também para reter águas superficiais que venham a surgir 
na mina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Método de Lavra por Tiras Página 8 
 
Equipamentos Utilizados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Bulldozer com Ripper traseiro 
Rippers 
Pode ser usado 
tanto para 
supressão 
vegetal, 
decapeamento, 
escarificação e 
nivelamento do 
estéril 
Figura 7: Trator CAT D11 com ripper estratificando bauxita na MRN 
Figura 8: Escavadeira tipo Shovel utilizada retirando 
minério. Sua capacidade pode chegar a 65m3 (CAT 
6120B H FS) 
Método de Lavra por Tiras Página 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9: retroescavadeira 
hidráulica (14 m3) / 
caminhão fora de estrada 
(100t) 
Figura 10: Em cima, esquema do 
funcionamento da dragilne. A Esquerda, 
o mesmo equipamento de perfil. Sua 
capacidade pode chegar a 116m3 
(CAT8750) 
Método de Lavra por Tiras Página 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dentre outros equipamentos, diferentes capacidades, fabricantes, 
adaptações que podem ser feitas, etc. 
 
Conclusões 
 
Esse trabalho teve como objetivo apenas uma descrição através da 
literatura e metodologia já existe para explanar sobre um dos métodos de lavra 
a céu aberto, o método de lavra por tiras (Strip Mining). 
No Brasil podemos citar o uso desse método na extração de carvão 
mineral na região sul (Figura 12) e lavra de bauxita no estado do Pará pelas 
empresas MRN em Porto Trombetas e ALCOA em Juruti; 
Figura 11: Bucket-Wheel Escavator (BWE) 
Figura 12: Lavra em tiras na mina de carvão da Copelmi Mineração Ltda. Mina de Recreio, Butiá-RS 
Método de Lavra por Tiras Página 11 
 
Abaixo um esquema que resume, claro que dimensionamento não 
escalonado, toda a lavra por tiras. Desde a supressão vegetal, decapeamento, 
extração mineral, até nivelamento do estéril a montante e recuperação da área 
minerada. 
É possível ver quase todos os equipamentos que geralmente são 
usados na lavra Strip Mining. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13: Esquema Geral da Lavra por tiras 
Método de Lavra por Tiras Página 12 
 
Bibliografia: 
Material de aula da disciplina MIN113 – Lavra a céu aberto pelo professor 
Wilson Trigueiro. DEMIN/EM/UFOP. Novembro de 2013 
HUSTRULID, W. e KUCHTA, M. Open Pit Mine: Planning and Design. Volume 
01. 2ªed Ed. Taylor & Francis.Londres. 2006 
KOPPE, J.C. Setor Mineral: Tendências Tecnológicas. CETEM e UFRGS. 
2006. Site do artigo: 
http://www.dnpm.gov.br/mostra_arquivo.asp?IDBancoArquivoArquivo=865 
(Acessado em 08/02/14) 
Macêdo, A.J.B., Bazante & Bonates, Seleção de métodos de lavra: arte e 
ciência.REM, Rev. Esc. Minas vol.54 no.3 Ouro Preto Jul/Set. 2001 
Neves, C.A.R.; Souza, A.E.; Oliveira, M.R. & Barboza, V.L.A. – 2005 – Informe 
Mineral –Desenvolvimento & Economia Mineral. Publicação do Departamento 
Nacional da Produção Mineral, Brasília, 28p. 
NICHOLAS, D. E. (1968). Method selection – a numerical approach. Chapter 4. 
In: Design and operation of caving and sublevel stopping mine. p. 39-65. 
SANCHEZ, M.G.P. Apostila Lavra de Minas I. CEFET-GO 
SCHISSLER, Andrew. Strip Mining. The Encyclopedia of the Earth. Outubro de 
2006. Site: http://www.eoearth.org/view/article/156280. (Acessado em 08/02/14) 
LISTA DE FIGURAS: 
FIGURA 01: Jazzy. Surface Mining. Publicado em 09/04/2013. Site: 
http://jazzysearthscience.blogspot.com.br/2013/04/surface-minning.html (Acesso em 
08/02/14). 
FIGURA 02: Coal and Gas Hydrate resources. Mining Coal. Site: 
http://earthsci.org/education/teacher/basicgeol/coal/coal.html (Acesso em 08/02/14). 
FIGURA 03: Material de métodos de Lavra. UFRGS, pag.21 Site: 
http://www.ct.ufrgs.br/laprom/Introducao%20a%20Metodos%20de%20Lavra%20%5B
Modo%20de%20Compatibilidade%5D.pdf (Acessado em 08/02/14). 
FIGURA 04: NAP – The National academic press.Coal research and development. 
2007. pag. 161. Site: (Acesso em 08/02/14) 
http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=11977&page=161 
FIGURA 05: Jazzy. Surface Mining. Publicado em 09/04/2013. Site: 
http://jazzysearthscience.blogspot.com.br/2013/04/surface-minning.html (Acesso em 
08/02/14). 
http://www.dnpm.gov.br/mostra_arquivo.asp?IDBancoArquivoArquivo=865
http://www.eoearth.org/view/article/156280
http://jazzysearthscience.blogspot.com.br/2013/04/surface-minning.html
http://earthsci.org/education/teacher/basicgeol/coal/coal.html
http://www.ct.ufrgs.br/laprom/Introducao%20a%20Metodos%20de%20Lavra%20%5BModo%20de%20Compatibilidade%5D.pdf
http://www.ct.ufrgs.br/laprom/Introducao%20a%20Metodos%20de%20Lavra%20%5BModo%20de%20Compatibilidade%5D.pdf
http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=11977&page=161
http://jazzysearthscience.blogspot.com.br/2013/04/surface-minning.html
Método de Lavra por Tiras Página 13 
 
FIGURA 06: SCHROCK, J.R., Surface Mining of Coal. Outubro de 1993. Site: 
http://www.emporia.edu/ksn/v40n1-october1993/index.html (Acessado em 08/02/14) 
FIGURA 07: http://www.mrn.com.br/pt-BR/Paginas/default.aspx Acesso em 08/02/14. 
FIGURA 08: SCHROCK, J.R., Surface Mining of Coal. Outubro de 1993. Site: 
http://www.emporia.edu/ksn/v40n1-october1993/index.html (Acessado em 08/02/14) 
FIGURA 09: http://www.mrn.com.br/pt-BR/Paginas/default.aspx Acesso em 08/02/14. 
FIGURA 10A: Site: 
http://www.sec.gov/Archives/edgar/data/1037676/000095015209001922/c4869
7e10vk.htm Acesso em 08/02/14. 
FIGURA 10B: Produtos Caterpillar. Site: http://brasil.cat.com/ Acessado em 08/02/14 
FIGURA 11: Material de métodos de Lavra. UFRGS, pag.21 Site: 
http://www.ct.ufrgs.br/laprom/Introducao%20a%20Metodos%20de%20Lavra%20%5B
Modo%20de%20Compatibilidade%5D.pdf (Acessado em 08/02/14)FIGURA 12: KOPPE, J.C. Setor Mineral: Tendencias Tecnologicas. CETEM e 
UFRGS. 2006. pag 07. Site do artigo: 
http://www.dnpm.gov.br/mostra_arquivo.asp?IDBancoArquivoArquivo=865 (Acesado 
em 08/02/14) 
FIGURA 13: SCHROCK, J.R., Surface Mining of Coal. Outubro de 1993. Site: 
http://www.emporia.edu/ksn/v40n1-october1993/index.html (Acessado em 08/02/14) 
 
http://www.emporia.edu/ksn/v40n1-october1993/index.html
http://www.mrn.com.br/pt-BR/Paginas/default.aspx
http://www.emporia.edu/ksn/v40n1-october1993/index.html
http://www.mrn.com.br/pt-BR/Paginas/default.aspx
http://www.sec.gov/Archives/edgar/data/1037676/000095015209001922/c48697e10vk.htm
http://www.sec.gov/Archives/edgar/data/1037676/000095015209001922/c48697e10vk.htm
http://brasil.cat.com/
http://www.ct.ufrgs.br/laprom/Introducao%20a%20Metodos%20de%20Lavra%20%5BModo%20de%20Compatibilidade%5D.pdf
http://www.ct.ufrgs.br/laprom/Introducao%20a%20Metodos%20de%20Lavra%20%5BModo%20de%20Compatibilidade%5D.pdf
http://www.dnpm.gov.br/mostra_arquivo.asp?IDBancoArquivoArquivo=865
http://www.emporia.edu/ksn/v40n1-october1993/index.html