Apostila Lavra À Céu Aberto (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO 
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
APOSTILA DA DISCIPLINA: 
 
“MÉTODOS DE LAVRA À CÉU ABERTO” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Júlio César de Souza 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recife, janeiro de 2001 
 
 
 
 
 
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DISCIPLINA: MÉTODOS DE LAVRA À CÉU ABERTO 
 
 
- 1.Introdução.....................................................................................................................................4 
 
- 2. Desenvolvimento (vias de acesso, traçado da cava, relação estéril/minério, talude final do pit, 
tipos de acesso)..............................................................................................................................12 
 
- 3. Métodos de descobertura (equipamentos, sistemas de descobertura)........................................18 
 
- 4. Métodos de lavra à céu aberto...................................................................................................25 
- Tipos básicos 
- Seleção do método de mineração 
- Mineração de pláceres 
- “Open pit mining” 
- “Strip mining” 
- “Quarry mining” 
- “Glory hole methods” 
 
- 5. Ciclo básico de mineração à céu aberto (operações unitárias)..................................................31 
- Desmonte com explosivo 
- Carregamento do material desmontado 
- Escavadoras cíclicas e contínuas 
- Transporte de material desmontado 
 
- 6. Sistemática da mineração à céu aberto......................................................................................35 
 
- 7. Aplicação de mineração à céu aberto.........................................................................................36 
- Mineração de carvão 
- Mineração de minerais industriais 
- Mineração de cobre 
- Mineração de ferro 
- Mineração de pláceres (minerais pesados) 
- Mineração de turfa e linhito 
- Mineração de rochas ornamentais 
 
- 8. Planejamento e dimensionamento de operações em “open pit” e “quarry mine”......................41 
- Planejamento a longo prazo 
- Planejamento a curto prazo 
- 
- 9. Drenagem e esgotamento de águas pluviais e de infiltração.....................................................47 
 
- 10. Dimensionamento de equipamentos e processos.....................................................................49 
- Altura total de despejo (“dragline” e “shovel”) 
- Plano de fogo (explosivos) 
- Tratores e equipamentos auxiliares 
- Dimensionamento de escavadoras para mina de carvão (Usina de Candiota) 
- Produção horária de escavadoras cíclicas 
- Dimensionamento de frota de caminhões 
- Dimensionamento de extração de depósito de saibro 
 3 
 
- 11. Disposição de rejeitos de lavra................................................................................................63 
 
- 12. Critérios econômicos para decisão entre lavra à céu aberto e lavra subterrânea.....................67 
 
- 13. Custos unitários de produção...................................................................................................69 
 
- 14. Caracterização ambiental.........................................................................................................70 
- Pó / poeira 
- Ruídos 
- Vibrações 
- Rejeitos sólidos (deposição e barragens) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
 
MINERAÇÃO: ramo da Engenharia como sendo a ciência e a arte de conduzir as operações 
extrativas principais, tendo em vista: 
a) Obter o melhor rendimento do trabalhador em ton/homem/dia; 
b) Obter o melhor rendimento do equipamento mecanizado visando o menor investimento; 
c) Obter o menor custo por unidade produzida; 
d) Obter a maior salubridade e segurança dos mineiros; 
e) Evitar a lavra predatória e ambiciosa preservando as reservas futuras e o meio ambiente. 
 
De modo geral a mineração à céu aberto proporciona um acréscimo de produtividade no trabalho em 
relação à mineração em subsolo, apesar de, às vezes, declinar no aspecto qualidade do produto 
(ROM). 
 
Esse aumento de produtividade teve origem após a 2a grande guerra com a introdução de novos 
explosivos, novas máquinas de perfuração, aumento da capacidade das máquinas de desmonte, 
melhoria dos processos de beneficiamento dos minerais e uso de máquinas elétricas de grande 
capacidade (máquinas auxiliares, de desmonte, carregamento e transporte). 
 
Preponderantemente se prefere minerar por métodos de superfície carvão, cobre, ferro, argila, gesso, 
fosfato, calcário, areia, brita, pedras de construção e rochas ornamentais. 
 
Os fatores de controle que determinam a escolha do método de lavra entre mineração à céu 
aberto e mineração subterrânea são os custos de mineração, recobrimento de estéril e 
disseminação do teor. A relação estéril/minério é o fator de controle no custo comparativo de 
mineração por métodos de desmonte à céu aberto contra os métodos de mineração em subsolo. 
A relação limite (“stripping ratio”) não deve nunca ser ultrapassada. 
 
Existem diversos métodos e equipamentos para realização das operações unitárias necessárias à 
extração dos diversos minerais de interesse econômico sendo as principais atividades extrativas em 
superfície as seguintes: 
 
- Mineração de minérios metálicos (“open pit”) 
- Mineração de carvão (corte e aterro, “countor mining”, “continuos miners”) 
- Mineração de brita e minerais industriais (“open pit”) 
- Mineração de aluviões (desmonte hidráulico, dragagem) 
- Mineração de rochas ornamentais 
 
As propriedades geomecânicas das rochas tem influencia direta na seleção do método de lavra mais 
apropriado para extração de determinado bem mineral e na seleção do tipo de equipamento a ser 
utilizado. A escolha do equipamento, método de acesso e dos sistema de explotação depende em 
grande parte das propriedades físico-mecânicas da substância mineral e das rochas encaixantes, da 
forma geológica do jazimento e do relevo da superfície. 
 
As principais propriedades das rochas são: dureza, resistência, peso específico, porosidade, 
fragilidade, umidade e anisotropia. Entre os fatores mais importantes para seleção de equipamentos 
estão a dureza do minério e estéril, densidade aparente e “in situ”, resistência e umidade. Com esses 
fatores os ângulos de talude do “pit” final e de trabalho podem ser determinados. 
 
 5 
Outros aspectos importantes na seleção e planejamento das atividades extrativas à céu aberto se 
referem a drenagem natural da região e presença de água subterrânea na área da mina. 
 
Todas essas variáveis devem ser cuidadosamente analisadas para escolha correta do método de 
extração e equipamentos afim de que o sistema projetado proporcione a maior produtividade com o 
menor custo, respeitando as regras básicas de segurança dos trabalhadores e preservação do meio 
ambiente. 
 
O ciclo de operações unitárias básicas, presentes na maioria das minerações à céu aberto é o 
seguinte: 
 
Descobertura => perfuração => carga e detonação => carregamento => 
transporte 
 
Essas operações ocorrem concomitantemente, com exceção da detonação, que exige a retirada do 
pessoal e maquinário da área a ser desmontada por razões de segurança. 
 
 
PERFURAÇÃO: 
 
Os diferentes métodos de perfuração de rochas se classificam em: 
- Perfuração a percussão 
- Perfuração rotativa 
- Perfuração térmica 
 
A seleção de perfuratrizes se faz segundo a perfurabilidade da rocha, que se mede pelo avanço em 
mm/min ou min/m. 
 
A figura 1 (Novitzki) mostra o efeito da perfurabilidade da rocha sobre ocusto de penetração. 
Geralmente o custo mais baixo se obtém em rocha branda até dureza média com perfuração rotativa 
(“rotary”), em rocha dura com perfuração percussiva e em rocha muito dura (taconitos) com 
perfuração térmica. As perfuração percussiva e rotativa são competitivas em rochas com dureza 
mediana até dura. 
 
Perfuração percussiva: 
 
Na perfuração a percussão a energia gerada pela pressão de ar que atua sobre o êmbolo é transmitida 
por impacto à broca. A potência do martelo sobre o êmbolo é igual à energia por golpe multiplicada 
pelo número de golpes por minuto. A potência e a penetração aumentam com o aumento da pressão 
de ar comprimido. 
 
O efeito da perfuração é obtido pelo impacto da broca de aço contra a rocha. A broca de aço se move 
com movimento vertical alternativo e o dispositivo de percussão pode atuar por gravidade ou por 
uma força externa aplicada mecanicamente. 
 
As perfuratrizes pneumáticas percussivas são as mais utilizadas no momento dentro dessa 
classificação de perfuração percussiva. Elas quebram a rocha com golpes de alta freqüência (2.000 
ciclos/min) e alta energia. O êmbolo se move com movimento alternado dentro de um cilindro 
graças ao ar comprimido que entra através de uma válvula, regulado por um mecanismo de 
 6 
distribuição. A broca também gira com certo ângulo após cada golpe. Além disso o cilindro avança 
medida que progride a perfuração. As partículas de rocha são retiradas de forma contínua por meio 
do ar comprimido. As perfuratrizes pneumáticas são utilizadas para execução de furos de pequeno 
diâmetro em rocha dura ou para furos de diâmetro maior onde não é possível a utilização de carretas 
de perfuração (terrenos íngremes sem acesso para veículos). 
 
As perfuratrizes providas de rotação mediante barra ranhurada podem perfurar furos de 2 ½” à 6” até 
30 m de profundidade. A velocidade de perfuração varia em granito de 9 a 18 m/h e em calcário 
entre 21 a 45 m/h. 
 
Com exceção de pequenos martelos pneumáticos manuais, a maioria das perfuratrizes de superfície 
são montadas sobre meios de transporte autopropulsores. A coluna portadora do mecanismo de 
rotação e avanço permite a perfuração de furos verticais, inclinados e horizontais. 
 
Para grandes produções se utilizam carretas de perfuração sobre rodas e em unidades maiores, sobre 
esteiras (maior estabilidade e contrapeso). O equipamento de perfuração está montado sobre uma 
coluna sendo o movimento de avanço transmitido à perfuratriz por uma barra com filete, correntes e 
cilindros hidráulicos. Nos tipos mais comuns a pressão de alimentação para o avanço pode chegar a 
300 kg. 
 
As carretas de perfuração leves, para furos de 2 a 4” até mais de 30 m de profundidade, pesam de 
3.000 a 6.000 kg. Estão equipadas com perfuratrizes de 3 ½ a 5” e requerem de 600 a 900 pcm de ar 
a pressão de 100 psi. 
 
As carretas de perfuração pesadas, de 8.000 a 14.000 kg, são utilizadas para furos de 4 a 6”até mais 
de 30 m de profundidade. Sua coluna de perfuração é uma torre rígida e podem ser providas de 
aparatos para captação de pó, macacos hidráulicos para nivelamento e equipamento para manejo 
automático de hastes e brocas de perfuração. 
 
Na perfuração percussiva se utilizam 3 tipos principais de brocas: 
- broca em cruz com 4 pastilhas de carbureto de tungstênio, 
- broca tipo cinzel com uma pastilha de carbureto de tungstênio, e 
- broca de percussão tipo “botton” com cilindros de carbureto de tungstênio. 
 
Para seleção do equipamento de perfuração percussiva deve-se considerar os seguintes fatores: tipo 
de rocha (dureza e abrasividade), tamanho e profundidade dos furos, forma do terreno, volume da 
produção e custo do equipamento. Além disso, o equipamento de perfuração está diretamente 
relacionado com o tamanho do britador e do equipamento de carregamento. 
 
Perfuração rotativa: 
 
A perfuração rotativa é o método de perfuração mais universal. Pode ser utilizada em material muito 
brando, com a utilização de brocas cortantes, e em rochas de dureza média a até muito duras, com a 
utilização de brocas rotativas. As carretas de perfuração para rochas brandas podem perfurar de 250 
a 360 m por turno de 8 h. 
 
O acionamento para equipamentos de perfuração por rotação pode ser um motor diesel ou elétrico. 
Durante a perfuração, o maior consumidor de energia é o compressor, cuja potência pode alcançar 
400 CV. A velocidade de rotação varia entre 30 e 120 rpm. 
 
 7 
As brocas rotativas atacam a rocha por abrasão , corte, ruptura ou por ação combinada destes 
processos de fragmentação. Todas as perfuratrizes utilizam um sistema se empuxo sobre a rocha 
para fragmentá-la eficientemente. A carga axial variável segundo o tipo de rocha alcança, em rochas 
mais duras, até 2.000 kg/cm de diâmetro da broca. A força de empuxo é obtida pelo peso da coluna 
de barras e pelo acoplamento de uma parte do peso da carreta de perfuração através de cilindros 
hidráulicos, cabos ou correntes. Para a perfuração de furos de grande diâmetro são necessárias 
carretas de perfuração pesadas (até 80.000 kg). 
 
A limpeza dos furos é realizada através da circulação de ar. A limpeza com água é empregada 
unicamente quando a afluência de água no furo é demasiado grande. 
 
A penetração de brocas em formações duras com granito, ferro duro e taconito varia de 5 a 9 m/h. 
Rochas de dureza média podem ser perfuradas com velocidades da ordem de 9 a 24 m/h. A 
perfuração de rochas brandas é muito rápida, de 30 a 90 m/h e com freqüência é limitada mais pela 
capacidade da máquina de evacuar os detritos de perfuração do que pela penetração do trépano. 
 
O custo de perfuração depende muito da dureza da rocha e deve variar entre 0,30 $/m em rocha 
muito branda até 6 $/m em materiais muito duros. 
 
Perfuração térmica: 
 
Entre os processo térmicos, com exceção da abertura de canais laterais em rochas ornamentais com a 
utilização de “flame jet”, o único utilizado em mineração é o “jet piercing”, desenvolvido pela Linda 
Air Products Corp. 
 
O método consiste em obter o orifício por esquentamento rápido da rocha a alta temperatura pelo 
efeito de uma chama de gás de alta velocidade. O aumento brusco e rápido da temperatura causa 
uma quebra contínua da rocha por ação do trincamento, sendo desprezível a fusão da rocha. O 
método só é econômico para furos de 6 a 10” em rochas onde as perfuratrizes convencionais não dão 
resultados eficientes. 
 
A eficiência dessas perfuratrizes depende sobretudo da capacidade da rocha de trincar-se. Resultados 
particularmente bons foram obtidos na perfuração de taconitos. 
 
Seleção de perfuratrizes: 
 
Na seleção de perfuratrizes os fatores mais importantes são: 
- dureza do terreno, que determina o tipo de método de perfuração e “bit”, 
- tonelagem diária da mina, que afeta o tamanho e consumo de energia. 
 
A perfuratriz diesel possui grande mobilidade em comparação com a perfuratriz elétrica que tem 
baixo custo de manutenção mas necessita mão-de-obra extra para movimentação do cabo de 
alimentação. 
 
 
CARREGAMENTO: 
 
Em mineração à céu aberto utilizam-se amplamente as escavadoras de uma caçamba e de caçambas 
múltiplas. Dentro das escavadoras de caçamba única predominam as pás carregadeiras 
 8 
(“traxcavator”), “shovel” e “dragline”. Entre as escavadoras de caçambas múltiplas destacam-se a 
pá mecânica de roda frontal (“bucket whell excavator – BWE) e as dragas de caçambas em linha. 
 
As escavadoras de uma caçamba são utilizadas em diversas situações mineiras e com qualquer 
dureza de rocha. As rochas brandas são escavadas por “shovel”, pás carregadeiras ou “dragline” sem 
o emprego de explosivo. As rochas duras são obrigatoriamente fragmentadas com explosivos antes 
de seu carregamento. 
 
A escavabilidade do solo é da maior importância na seleção do equipamento de carregamento.Isso 
depende de vários fatores tais como a dureza do solo intacto, resistência mecânica, propriedades 
abrasivas dos minerais constituintes, densidade “in situ” e empolado, grau de preparação do solo, 
fragmentação, etc. Para a determinação da escavabilidade se pode recorrer ao exame de escavações 
similares nas vizinhanças, estudo do comportamento do solo escavado em poços de pesquisa ou 
ensaios sobre amostras de perfurações e estudos de sismologia de refração. 
 
Equipamentos de carregamento 
 
Dragas escavadoras: 
 
Existem dois tipos principais de dragas escavadoras: draga escavadora de mandíbulas (“cleam 
shell”) e draga escavadora de caçamba (“dragline”). 
 
Uma draga sempre trabalha em cima do banco, trabalha por gravidade e desmonta o minério que se 
encontra a sua frente. São máquinas típicas para a solução de problemas de desmonte de grandes 
massas elevadas e carregamento com auxílio de outras máquinas menores. São adequadas ao 
desmonte de rochas brandas e material não muito duro (carvão mole). 
 
As “cleam shell” servem para material muito frouxo e as “dragline” para materiais um pouco mais 
duros. Para materiais mais resistentes e em zonas acidentadas a “shovel” é mais indicada. 
 
A “dragline” trabalha em cima do banco que está sendo desmontado e possui os seguintes 
movimentos fundamentais: 
1. deslocamento horizontal, 
2. rotação em ângulo maior que 90o, 
3. altura regulável também do braço transversal, 
4. caçamba arrastada sobre o piso do nível inferior, e 
5. simplesmente gira e descarrega (não abre a caçamba). O giro é feito por gravidade (economia de 
energia) 
 
Algumas características da “dragline”: 
- capacidade de escavar bem acima e abaixo do grade, 
- pode funcionar em condições operacionais menos rígidas que a “shovel”, 
- tem eficiência menor que uma “shovel” do mesmo tamanho devido a movimentos menos 
precisos, 
- pode ou não necessitar de equipamentos auxiliares para disposição de estéril, 
- normalmente utilizada para materiais moles e inconsolidados, e 
- unidades grandes podem manusear rocha fragmentada (detonada). 
 
Pás mecânicas 
 
 9 
Existem três tipos principais de pás mecânicas: pá mecânica giratória (“shovel”), roda frontal 
giratória (BWE) e retroescavadeira. 
 
As pás mecânicas pertencem ao grupo de escavadeiras cíclicas (“shovel” e retroescavadeira) ou de 
ciclo contínuo (BWE). 
 
A pá mecânica giratória ou “shovel” pertence ao grupo das escavadoras cíclicas. As “shovel” se 
dividem em: pás para construção (caçamba de 0,25 a 2,0 m3), “mining shovel” (caçambas de 3 a 19 
m
3) e “stripping shovel” (caçambas de 4 a 126 m3). 
 
A “shovel” é colocada no piso da bancada que é explotada por cortes sucessivos cujas frentes se 
dispõem no extremo do corte em operação A “shovel” escava a rocha com o corte de baixo para 
cima e avança em direção a bancada a medida que avança o trabalho. 
 
As operações básicas durante o ciclo de trabalho da “shovel” são: 
- escavação, 
- giro para descarga, 
- descarga no transportador, 
- giro para local de escavação. 
 
As “quarry mine shovel” tem uma duração do ciclo de operação de 20 a 25 seg enquanto as 
“stripping shovel”, com um giro de 90o, um ciclo com duração de 50 a 55 seg. A maior parte do 
tempo de duração do ciclo (60%) é gasta nos giros da máquina. A duração do ciclo pode ser reduzida 
pela diminuição do ângulo de giro da pá mecânica aumentando-se dessa forma a produtividade da 
mesma. A duração da escavação depende da dureza da rocha e do grau de fragmentação da rocha por 
detonação. 
 
Recentemente foram desenvolvidas “shovel” com caçamba de até 9 m3 de capacidade (peso da 
máquina de 140 ton) com acionamento hidráulico, sem emprego de cabos. Por possuir maior 
mobilidade e ter um ciclo de trabalho mais curto essa máquina oferece bem maior produtividade que 
as “shovel” tradicionais com acionamento através de cabos e polias. 
 
Movimentos fundamentais da “shovel”: 
1. deslocamento horizontal, 
2. avanço e recuo, 
3. giro de 90o, 
4. regulagem da lança (entre 35 e 45o), determina a altura de despejo, 
5. levantar e abaixar a caçamba com o braço, e 
6. abertura do fundo da caçamba para descarregá-la. 
 
Algumas características da “shovel” são: 
- alta produção, 
- manuseia qualquer tipo de material, inclusive pequenos matacões, 
- condições de trabalho bastante rígidas 
- necessita de equipamento auxiliar para deposição de estéril, com exceção de algumas “stripping 
shovel”, e 
- mobilidade limitada. 
 
 10 
A retroescavadeira é um equipamento utilizado para o carregamento e desmonte de material que 
está abaixo da sua posição. A caçamba ao subir move-se até o nível da máquina, recolhendo o 
material e após o braço da caçamba gira e o material é descarregado pelo fundo. 
 
As BWE foram desenvolvidas para a mineração de linhito na Europa e tem como característica 
principal operarem em ciclo contínuo. Algumas características da BWE são: 
- deve ser operada sobre condições de engenharia muito rígidas, 
- alto custo de investimento inicial, 
- limitada a escavações de rochas muito brandas, 
- capacidade de altas taxas de produção, e 
- necessita de sistema auxiliar de deposição de estéril. 
 
 
Trator com carregador de caçamba frontal (“traxcavator”): 
 
Esse equipamento possui a capacidade de desmontar e colher o material na caçamba. Presta-se para 
o desmonte de uma camada de material ou minério mole e o carregamento fácil de um caminhão 
normal. Existem dois tipos de pás carregadeiras: sobre rodas e sobre esteiras. 
 
A pá carregadeira desmonta e quebra a rocha que, por essa razão, deve ser mole. Caso trabalhe com 
rocha de maior dureza deve-se providenciar a fragmentação da mesma com explosivos até uma 
granulometria que possibilite seu carregamento na caçamba da máquina. 
 
As principais características da pá carregadeira sobre rodas são: 
- alto grau de mobilidade, 
- custos relativamente baixos de manutenção, 
- alto custo de pneus em rochas abrasivas (basalto, taconito, etc) 
- pressão relativamente alta sobre o terreno de apoio, e 
- altas velocidades que permitem o transporte de material a maiores distâncias em relação à 
máquina de esteiras. 
 
As principais características da pá carregadeira sobre esteiras são: 
- boa habilidade de escavação, 
- velocidade relativamente baixa de marcha, 
- custo alto de manutenção sobre terreno abrasivo, 
- pressão relativamente baixa sobre o solo, 
- boa capacidade para operar em taludes inclinados, e 
- alto grau de manobrabilidada. 
 
Trator de lâmina frontal (“buldozer”): 
 
Os “buldozer” são constituídos de um trator ao qual se monta uma lâmina côncava que trabalha nas 
operações de terraplanagem. São muito utilizados no desmonte primário retirando uma camada de 10 
a 20 cm em cada passada. A capacidade da máquina é função da potência do motor, peso da máquina 
e dimensões da lâmina. 
 
Um trator tipo D4 tem capacidade de desmonte de até 40 m3/h enquanto o tipo D7 de até 100 m3/h.. 
Oferecem um transporte e serviço eficientes mas com distância de percurso curta (50 a 150 m). O 
carregamento pode ser feito para um monte e a partir daí retomado por outras máquinas de 
carregamento e transporte. 
 11 
 
Estes tratores servem basicamente para: 
- deslocamento de material, 
- limpeza do terreno, 
- preparo do campo para passagem de máquinas maiores, 
- tracionamento de “scrappers”, e 
- limpeza da frente de trabalho. 
 
Escavadora-transportadora (“scrapper”) 
 
Normalmente são veículos rebocados por tratores. Nessas máquinas a caçamba possui uma lâmina 
que se desloca sobre o solo (ou minério) a escavar e vai cortando e acumulando o material dentro de 
sua caçamba. 
 
Tem um rendimento muito superior ao trator de lâmina frontal, mas só trabalha em terrenos 
incoerentes com fragmentos grosseiros ou finos, areias, rochas plásticase semi-plásticas. O seu 
rendimento pode ser muito pequeno dependendo das condições operacionais. 
 
Pode ser rebocado ou auto-propulsor. Hoje, grandes máquinas desse tipo operam em minas à céu 
aberto sendo utilizadas como máquinas auxiliares na mineração, preparando o terreno para as 
grandes máquinas ou removendo a camada de terra vegetal para posterior revegetação da área 
minerada. 
 
 
TRANSPORTE: 
 
Na mineração à céu aberto os meios de transporte pertencem quase que totalmente aos ramos 
convencionais: rodoviário, ferroviário e hidroviário. Podem também ser utilizados transportes não 
convencionais como oleodutos, gasodutos, minerodutos e correias transportadoras. 
 
Existem vagões para 20 a 30 ton de capacidade e caminhões fora de estrada com 100 ou mais ton de 
capacidade. O transporte se caracteriza por grandes massas a serem transportadas, pequenas 
distâncias e pequenas velocidades. 
 
A seleção do tipo de transporte é determinada por 3 fatores básicos: 
1. características do jazimento, 
2. tamanho da explotação, e 
3. intensidade de condução dos trabalhos. 
As caraterísticas do jazimento determinam o método de acesso e sistema de explotação, 
comprimento das vias de transporte, inclinações, etc. O tamanho da produção determina a 
capacidade necessária dos meios de transporte. 
 
Os principais tipos de transporte à céu aberto são: 
- ferroviário, 
- rodoviário, e 
- correias transportadoras. 
 
As principais características desses métodos de transporte são; 
 
 12 
- Caminhões: necessita boas estradas para minimizar o custo dos pneus, pode negociar rampas 
íngremes, economicamente limitado a um raio de 6 km, são muito flexíveis e pode manusear 
tanto material graúdo como blocos. 
 
- Trens: são transportadores de alto volume, longas dist6ancias e baixo custo unitário, os trilhos 
necessitam cuidadosa conformidade com as especificações da engenharia, alto custo de 
investimento inicial, não pode ultrapassar inclinações maiores que 3% adversas e pode manusear 
material graúdo e blocos. 
 
- Correia transportadora: são transportadores de alto volume, longas distâncias e baixo custo 
unitário, difíceis e custosas para movimentar, alto custo de investimento inicial, pode negociar 
inclinações adversas íngremes (acima de 40%), necessita de material fragmentado em pequenos 
pedaços para uma boa vida da cinta e possui alto custo de manutenção. 
 
 
 
2. DESENVOLVIMENTO 
 
 
Denomina-se desenvolvimento os serviços mineiros empreendidos para facultar a lavra de uma 
jazida, constituindo a terceira fase da Mineração. 
 
Vias de Acesso: 
 
As vias de acesso em mineração à céu abeto geralmente são simples estradas principais, construídas 
para possibilitar a lavra dos diversos bancos que dividem verticalmente a jazida em blocos de 
extração. 
 
Em alguns tipos de lavra especiais como petróleo, gases combustíveis, água mineral e sais solúveis, 
as vias de acesso são simplesmente furos de sonda, executados até atingir a jazida e possibilitar a 
extração das substâncias minerais, sem o acesso de pessoal. 
 
Operação especial => desmatamento do local de lavra e decapeamento da cobertura de material 
estéril. Essa operação pode ser executada antes ou durante a lavra, se executada anteriormente a 
lavra exige vultuosas despesas iniciais. 
 
 
Acessos em serviços superficiais: 
 
As estradas inclinadas para acesso principal aos diversos bancos em lavra à céu aberto são 
denominadas acessos (“approachs”). As ligações secundárias entre um e outro banco são designadas 
rampas (“ramps”). 
 
O traçado dos acessos: 
 
 Envolve - locação, 
- largura, 
- greides (inclinações), 
- raios de curvatura, etc. 
 
 13 
Depende - tipo de veículo empregado 
 - produção visada 
 - condições topográficas 
 - comportamento da jazida. 
 
Desenvolvimento exploratório em mineração à céu aberto envolve: 
 
- furos de sondagem em malha regular 100 x 100 m; 200 x 200 m, etc 
- interpolação dos resultados para blocos de 10 – 15 m de lado e altura igual a altura da bancada 
(12 – 15 m => EUA; 30 m => Europa) 
 
Traçado da cava: 
 
Lavra tipo poço: a cava está abaixo do nível principal de trabalhos superficiais. 
Lavra de flanco (encosta): a cava está acima do nível principal de trabalhos superficiais. 
 
O trecho a ser lavrado por métodos superficiais está limitado, em área, pelos pontos em que a lavra a 
céu aberto é mais econômica que a lavra subterrânea. 
 
A relação máxima de capeamento (relação estéril/minério limite) é definida pela seguinte relação: 
k ≤ S – CA 
 C 
Onde: 
 
- S: custo unitário de lavra subterrânea ($/ton) 
- CA: custo unitário de lavra à céu aberto ($/ton) 
- C: custo unitário de remoção de estéril da cobertura ($/ton) 
 
Contudo, essa relação comparativa entre lavra à céu aberto e subterrânea não é suficiente para 
exprimir a relação do capeamento para minério que poderia ser economicamente removida e, 
consequentemente, os limites da cava. Isso dependerá do que se chama “relação econômica de 
capeamento “, expressa pela seguinte relação: 
 
k’ ≤ V– (CA + L) 
 C’ 
Onde: 
 
- V: valor do produto ($/ton) 
- CA: custo de lavra à céu aberto + custo do beneficiamento ($/ton) 
- L: lucro desejado ($/ton) 
- C’: custo de remoção e deposição do rejeito ($/ton) 
 
k’ > k => parte da jazida deve ser lavrada à céu aberto e parte subterrânea 
k’ < k => toda a jazida deve ser lavrada à céu aberto 
 
Considerando o teor mínimo economicamente lavrável e o talude mínimo necessário à lavra, 
diversos traçados seriam possíveis para a cava desejada. Escolhe-se o que se considera mais 
econômico, ao menos para um período razoável de lavra. Se a lavra é em flanco , o problema do 
traçado é mais simples ou fácil, mas são raras as minas totalmente de flanco. 
 
 14 
Traçado da cava: 
 
O traçado da lavra depende fundamentalmente de: 
 
- teor mínimo economicamente lavrável, 
- talude mínimo necessário à estabilidade das bancadas, 
- bermas necessárias à operação nos bancos, e 
- greides máximos exigidos pelos equipamentos de transporte. 
 
As larguras das bermas normalmente são grandes em função dos grandes equipamentos modernos 
utilizados para lavra à céu aberto. A determinação da largura das bermas depende de: 
- tipo de equipamento utilizado, 
- número de frentes de trabalho simultâneas, 
- raio de trabalho das escavadoras, 
- raio de giro dos caminhões, 
- espaço para a furação programada (se necessário furar simultaneamente), 
- espaço para o material desmontado da bancada superior, e 
- altura do banco e talude geral da mina. 
 
Os serviços de desenvolvimento necessários antes se processe a lavra: 
 
- desmatamento e decapeamento do material estéril, 
- abertura de acessos e rampas, 
- execução de valetas de proteção contra águas superficiais, 
- drenagem da água subterrânea (bombas, furos de sonda, áditos, etc), e 
- construção de chutes e depósitos. 
 
A declividade dos acesso é função em grande parte do tipo de equipamento de transporte. As 
declividades máximas para os principais equipamentos de transporte são: 
- Vagões e linhas férreas: < 3% 
- Caminhões, veículos sobre esteiras/pneus: < 12% 
- Correias transportadoras: < 40% 
 
 
Mineração à céu aberto X Mineração subterrânea 
 
Os fatores de controle que determinam a escolha do método de mineração entre operação à céu 
aberto ou métodos subterrâneos são o custo de mineração, recuperação de minério e diluição. 
 
 - remoção de estéril da cobertura 
Operação à céu aberto => custo de mineração - remoção de estéril dos taludes do pit 
 - custo de extração de minério 
 
A razão entre os m3 de estéril/ m3 de minério é o fator de controle no custo comparativo de 
mineração à céu aberto xmineração subterrânea. 
 
Exemplo: Custo mineração subterrânea: $ 2,00 / ton minério 
 Custo de mineração céu aberto: $ 0,30 / ton minério 
 Custo de remoção de estéril: $ 0,35 / ton estéril 
 
 15 
k = $ 2,00 - $ 0,30 = 4,86 estéril : 1 minério (relação estéril/minério limite) 
 $ 0,35 
 
Apenas a parte do corpo de minério onde a relação estéril/minério não exceder 4,86:1 pode ser 
minerada por métodos à céu aberto. Esta é a relação do limite final do pit, o último corte do topo 
para a base da face final do corte. 
 
Os elementos-chave para fixar os limites finais do pit são: 
 
- relação estéril/minério (geologia / economia) 
- ângulo final do talude do pit (mecânica de rochas) 
- teor de corte (beneficiamento) 
 
A relação estéril/minério econômica é a relação estéril/minério limite nos limites finais do pit. 
 
O ângulo final de talude do pit é o talude geral, a inclinação final desde a base da última bancada até 
a interseção com a superfície. 
 
O teor de corte é o teor limite entre o custo de mineração (excluindo o custo de remoção de estéril), 
beneficiamento e comercialização, e o preço de venda do minério recuperável. 
 
A otimização da interseção entre esses elementos é o objetivo do projeto de uma mineração à céu 
aberto. 
 
Talude final do pit: 
 
Após fixação da relação estéril/minério possível, o talude final da cava pode ser determinado. O 
ângulo de talude é um fator crítico e de difícil determinação, principalmente nos estágios iniciais do 
projeto da cava. Para minimizar a relação estéril/minério geral, o talude deve ser o mais alto possível 
e permanecer estável. 
 
Fatores chave: 
- estruturas geológicas (juntas, planos de cizalhamento, falhas, etc) 
- propriedades geomecânicas (resistência da rocha, coesão, etc) 
 
A estabilidade dos taludes dependem também do tempo de exposição e da presença de água. Águas 
superficiais requerem drenagem ou canaletas de desvio. Águas subterrâneas requerem drenagem 
cujo método típico é a execução de galerias de drenagem. 
 
O talude das bancadas é mais íngreme que o talude final do pit, como mostra a figura abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ângulo talude da bancada 
 Ângulo talude do pit 
 16 
 
 
Em muitas situações a superfície da cava intercepta os limites do pit com a mesma relação 
estéril/minério para vários graus de inclinação. Isso depende da configuração geométrica do corpo 
mineral, distribuição de teores e altura da cobertura estéril. 
 
 
Tipos de acesso em mineração à céu aberto: 
 
 
1. SISTEMA ZIGUE-ZAGUE ou SERPENTINA 
 
A estrada de acesso se desenvolve por vários lances com declividade compatível com o tipo de 
transporte e largura que permita pelo menos 2 pistas de rolamento (8 a 10 m). Os diversos lances são 
concordados por: 
- curvas de grande raio 
- curvas de pequeno raio (peras – reversões) 
- praças ou plataformas horizontais (manobra de veículos) 
- plataformas de reversão de marcha (trens – evitar curvas de grande raio) 
 
 
2. SISTEMA VIA HELICOIDAL CONTÍNUA 
 
Apresenta lances planos e outros em declividade. Só é possível em jazidas de grande extensão 
horizontal 
 
 
3. SISTEMA de PLANO INCLINADO à CÉU ABERTO 
 
Forte declividade e transporte por “skips” ou correia transportadora. Há chutes para transferência em 
todos ou alguns bancos (bancos sem chutes transportam para os bancos providos de chutes através 
de caídas de minério). Pode ser aplicado em minas de pequena área superficial. 
 
 
4. SISTEMA de SUSPENSÃO POR CABOS AÉREOS 
 
De limitada utilização (rochas ornamentais). Os cabos se estendem sobre a cava, de pequena área, 
por um ou várias torres especiais (guindastes Derrick), elevam caçambas com minério (ou blocos) e 
transladam-nas para chutes no nível superficial. 
 
 
5. SISTEMA do POÇO VERTICAL 
 
Executa-se 1 ou mais poços próximos à cava; os bancos (ou alguns deles) ligam-se ao poço por 
travessas com chutes para carregar “:skips” no poço. 
 
 
6. SISTEMA do ÁDITO INFERIOR 
 
 17 
Um túnel é executado no fundo da cava, se a topografia o permite, o minério é transportado nos 
vários bancos e transferido para chutes do ádito através de caídas de minério subterrâneas e de 
travessas, nos níveis de cada banco. 
 
7. SISTEMA do FUNIL (“GLORY HOLE”) 
 
A lavra se procede por sucessivos níveis na cava, sem bancos. O minério desmontado é escoado por 
aberturas afuniladas no fundo, atingindo chutes na base dessas aberturas, segue por travessas 
subterrâneas e é guinchado até a superfície por “skips” através de plano inclinado ou poço vertical e 
descarregado em chutes superficiais. 
 
Observações: 
 
1. Alguns desses sistemas não fornecem acesso às frentes de extração para homens e equipamentos. 
Esse terá de ser provido por vias transitáveis, de mais fácil execução, possibilitando rampas mais 
fortes, curvas de menor raio, pisos mais irregulares, etc. 
 
2. Além das vias iniciais para saída de minério e acesso de homens e equipamentos, freqüentemente 
deve-se prover um “bota fora” para estéril do capeamento ou intercalado no corpo de minério, 
com vias total ou parcialmente separadas. 
 
Os sistemas de acesso dependem fundamentalmente de: 
 
- topografia local, 
- tipo e tamanho da jazida, 
- condições de capeamento, 
- extração visada, 
- tipo e vulto dos equipamentos, 
- valor do material minerado, 
- disponibilidades financeiras, etc 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 18 
3. MÉTODOS DE DESCOBERTURA 
 
 
 
Objetivo: remover o material de capeamento do corpo de minério ao menor custo possível e dentro 
do prazo previsto. 
 
 
Fatores importantes na seleção do método de descobertura: 
 
- Tamanho do corpo de minério, distribuição de teores, forma do jazimento. 
 
- Natureza da cobertura a ser removida (rocha dura, estratificada, friável, terra, areia, argila, etc). 
 
- Características e influência das estruturas geológicas (fraturas, falhas, presença de água, zonas 
tensionadas, etc). 
 
- Alteração da cobertura pelas condições climáticas e inoperância dos equipamentos em estações 
desfavoráveis. 
 
- Duração da operação e taxas de produção. 
 
- Operação é contínua ou intermitente. 
 
- Capacidade e distância de transporte até à área de disposição dos rejeitos. 
 
- Utilização futura do equipamento de descobertura. O mesmo será utilizado para minerar o 
minério também ou só realizará a descobertura? 
 
 
Tipos de equipamentos disponíveis: 
 
 
Escavadoras: 
 
“Shovel”: 
- alta produção, 
- ciclo de operação rígido, 
- movimenta qualquer tipo de material, 
- necessita de equipamento auxiliar para disposição de rejeito, 
- mobilidade limitada. 
 
“Dragline”: 
- pode operar em condições menos rígidas que a “shovel”, 
- tem 75 a 80% da eficiência de uma “shovel” do mesmo tamanho devido a imprecisão de seus 
movimentos, 
- pode ou não ter equipamento auxiliar para deposição de rejeitos, 
- normalmente utilizadas para movimentação de materiais mais moles e inconsolidado. Unidade 
maiores podem trabalhar com rocha fragmentada. 
 
 
 19 
“Scrappers”: 
- excelente mobilidade, 
- limitados a movimentar material mole e finamente fragmentado, 
- requer equipamento auxiliar (“pusher”) para carregamento, 
- normalmente opera sem equipamento auxiliar para disposição de rejeito quando a distância é 
menor que 2 km até o bota-fora. 
 
“Bucket Whell Excavator”: 
- deve ser operado sob condições de engenharia extremamente rígidas, 
- alto custo de investimento inicial, 
- limitada a escavação de rochas moles e inconsolidadas, 
- capacidade de atingir altas taxas de produção, operando em ciclo contínuo, 
- necessita de sistemas auxiliares dedeposição. 
 
Transporte: 
 
“Bulldozer”: 
- trator de lâmina frontal sobre esteiras, 
- limitado a um raio de operação pequeno de aproximadamente 200 m, 
- possui um grande torque e força para arranque de árvores, raízes e pequenos matacões enterrados 
na superfície. 
 
“Scrappers”: 
- necessita de boas estradas para reduzir o custo de pneus, 
- são rápidos mas limitados a um raio de operação de aproximadamente 2 km. 
 
“Trucks”: 
- caminhão fora de estrada, 
- são unidades de transporte de baixo volume, média distância e alto custo unitário, 
- necessita de boas estradas para reduzir o custo de pneus, 
- pode negociar rampas íngremes, 
- limitado a um raio de operação de aproximadamente 6 km, 
- possuem grande mobilidade e flexibilidade, 
- pode movimentar material graúdo e blocos. 
 
“Trains”: 
- transporte ferroviário, 
- são unidades de transporte de alto volume, longa distância e baixo custo unitário, 
- os trilhos necessitam cuidadosa obediência às especificações técnicas, 
- alto custo de investimento inicial, 
- não podem negociar inclinações adversas maiores que 3%, 
- pode movimentar material graúdo e blocos. 
 
Correias transportadoras: 
- são unidades de transporte de alto volume, longa distância e baixo custo unitário, 
- são difíceis e caras para movimentação, 
- alto custo de investimento inicial, 
- podem negociar inclinações adversas de até 40%, dependendo do ângulo de repouso do material 
a ser transportado, 
- necessita de material britado para melhorar a vida da cinta, 
 20 
- alto custo de manutenção. 
 
Custos de descobertura e mineração à céu-aberto: 
 
Devido ao aumento da produtividade dos equipamentos o custo da descobertura na mineração de 
“open pits” tende a permanecer constante. Em contraste o custo de mineração subterrânea tem 
subido constantemente. 
 
Os principais fatores que afetam o custo de mineração à céu aberto são: 
 
- tipo de material minerado, 
- tamanho da operação, 
- distância a ser transportado o material. 
 
Como uma regra geral, o custo/ton tende a diminuir com o aumento na produção, aumento do 
tamanho das máquinas, decréscimo na distância de transporte e facilidade de manusear o material. 
 
A variação no custo de perfuração, detonação e carregamento geralmente são muito menores que as 
variações no custo de transporte que, além de ser um item substancial no custo direto de mineração, 
também é um dos mais variáveis itens de custo. 
 
Os principais sistemas de transporte são trens, caminhões, correias e “scrappers”. “Skips” e 
“pipelines” são métodos adicionais mas limitados. Os custos variam com a distância mas não em 
proporção direta. 
 
Em geral: 
- trens são melhores para distâncias muito longas, 
- correias transportadoras para distâncias longas, 
- caminhões para distâncias pequenas, 
- “scrappers” para distâncias muito pequenas. 
 
 
Sistemas de Descobertura: 
 
Sistema “Truck – shovel”: 
 
É um sistema normalmente selecionado por uma das seguintes razões: 
 
1. A cobertura é rocha que quebra em pedaços angulares e largos. 
2. Existe um acesso limitado à frente de operação. 
3. As estradas existentes são pequenas e com inclinações íngremes. 
4. É necessária extrema mobilidade e flexibilidade nas operações. 
5. O transporte é de média distância. 
 
Exemplos: 
 
1. Phelps Dodge Corp, Tyrone, USA 
 
Material: quartzo monzonito e monzonito pórfiro, granito e aluvião. Todos necessitam de 
fragmentação com explosivo antes da remoção. 
 21 
 
Objetivo: remoção de 95.000.000 ton de estéril. 
 
Produção: 29.000 ton/dia de minério e 120 a 130.000 ton/dia de estéril. 
 
Distâncias: estéril até silos (2 km), minério até planta de concentração (3 km), minério até planta de 
lixiviação (6 km) 
 
Método de descobertura: “buldozer” para retirada da terra vegetal e limpeza da superfície. 
Perfuratrizes elétricas 12 ½”. “Shovels” (6 unidades de 10 jd3) e 32 caminhões de 85 ton. 
 
 
2. American Smelting & Refining Co, Mission Mine, Tucson, USA 
 
Material: aluvião com 70 m de espessura, escavado sem detonação, conglomerado cimentado com 7 
m de espessura, diretamente acima da mineralização de calcário, removido após detonação. 
 
Objetivo: descobertura de pré-produção de 33.000.000 ton mais desenvolvimento paralelo à 
mineração (produção). 
 
Produção: 22.500 ton/dia de minério, 100.000 ton/dia de estéril. 
 
Distâncias: aluvião de 2 a 3,5 km, grade + 7%; conglomerado 2,5 a 4 km, grade + 7%; minério 2,5 
km, grade + 7%; estéril 4 a 5 km, grade + 7%. 
 
Método de descobertura: “scrappers” utilizados para descobertura do aluvião e formação das 
bancadas. “Shovel” de 9 jd3 carregando caminhões de 85 ton. 
 
3. Southern Peru Cooper Corporation, Toquepala, Peru 
 
Material: rochas vulcânicas com intrusões dioríticas, todas necessitando detonação. 
 
Objetivo: remoção de 125.000.000 ton de estéril antes do início da produção do minério, mais 
desenvolvimento paralelo à mineração (produção). 
 
Produção: 30.000 ton/dia de minério, 130 a 140.000 ton/dia de estéril. 
 
Distâncias: estéril para silos por meio de caminhões 2 km, minério para planta de concentração por 
meio de trens 7 km. 
 
Método de descobertura: “Shovels” (8 e 9 jd3) carregando para caminhões de 100 ton. 
 
 
 
4. Palabora Mining Co, Phalaborwa Transvall, África do Sul 
 
Material: pipe intrusivo cortando dolomita e carbonatos, fosforita e piroxênitos. 
 
Objetivo: 9.000.000 ton de descobertura em 18 meses mais o desenvolvimento paralelo à mineração 
(produção). 
 22 
 
Produção: 38.500 ton/dia de minério; 41.600 ton/dia de descarga (inclui minério de baixo teor). 
 
Distâncias: minério 1,5 km; estéril 3 km; grade + 8%. 
 
Método de descobertura: “Shovels” (2 de 4 ½ jd3; 6 de 6 jd3 e 1 de 12 jd3) carregando 26 caminhões 
de 65 ton. 
 
 
Sistema “Shovel-Train Stripping”: 
 
O uso de trem como unidade de transporte para essa operação de descobertura deve ser considerado 
quando uma das seguintes condições existe: 
 
1. A operação é longa o suficiente para amortizar o alto investimento inicial. 
2. A distância é longa (maior que 7 km) 
3. As inclinações devem ser mantidas num mínimo, menores que 4% a favor e 3% contra. 
4. O rígido sistema de transporte não prejudica o progresso da descobertura. 
5. O material a ser transportado é grande, duro e na forma de blocos. 
 
O transporte por trens é particularmente adequado para operações de longo prazo e altas tonelagens 
de material. 
 
Exemplo: 
 
1. Phelps Dodge Corporation, Morenci Mine, Morenci, USA 
 
Material: granito pórfiro e quartzo monzonito com necessidade de detonação. 
 
Objetivo: descobertura de 37.000.000 ton de estéril. 
 
Produção: 60.000 ton/dia de minério, 156.000 ton/dia de material (minério + estéril). 
 
Distâncias: variável de 2 a 18 km, média: 8 km. 
 
Método de descobertura: “Shovels” (6, 7 e 9 jd3) carregando trens com 11 vagões de 80 ton. Trens 
carregam tanto minério como estéril. 
 
 
Sistema de “Rippers e Scrappers “: 
 
O desenvolvimento de tratores e “scrappers” maiores e mais potentes bem como de aços especiais 
para os pontos de ripagem, tem feito da ripagem (escarificação) e o uso de “scrappers” um método 
competitivo de descobertura em condições favoráveis de material a ser removido. Materiais que não 
podem ser escarificados ”in situ” podem ser removidos economicamente pela combinação de 
detonação com escarificação. 
 
A vantagem de aplicar-se o método “ripper-scrapper” é sua versatilidade. “Scrappers” podem 
movimentar-se para uma área rapidamente, construir suas próprias estradas ou rampas, e tem sua 
 23 
própria fonte de energia. É uma combinação particularmente efetiva quando o trabalho é pequeno, 
onde o acesso é limitado e onde as fontes de energia são escassas.Indicado para materiais moles e inconsistentes ou para pequenas detonações para afrouxar o 
material, tipo arenitos, calcários, ardósia, etc. Não é possível operar com fragmentos grandes de 
rocha. 
 
Exemplo: 
 
1. The Anaconda Company, Twin Buttes Mine, Tucson, USA 
 
Material: aluvião com aproximadamente 120 m de espessura. 
 
Objetivo: remoção de 200.000.000 de toneladas em 4 anos de operação. 
 
Produção: 240.000 ton/dia de estéril. 
 
Distância: 7 km 
 
Método de descobertura: “scrappers” de 80 ton auxiliados por tratores com “rippers” no pit, 
carregando para correias transportadoras de 60”e comprimento de 300 m que carregam caminhões 
para depósito em silos. 
 
 
Sistema “Bucket Whell Excavator – BWE”: 
 
Grandes BWE tem sido construídas numa tentativa de obter-se baixos custos pela aplicação dos 
princípios da mineração contínua na remoção de cobertura estéril. 
 
Uma consideração cuidadosa dos sistemas auxiliares de disposição de estéril é imperativo de modo 
que as altas taxas de produção das caçambas possam ser efetivamente utilizadas. 
 
Minerador contínuo de alta produção e baixo custo unitário. Hoje são produzidas pequenas unidades 
para produções menores. Material mole e inconsolidado. 
 
Exemplo: 
 
1. Nchanga Consolidated Cooper Mines, Zambia 
 
Material: aluvião. 
 
Produção: 500.000 jd3/mês. 
 
Distância: 500 m. 
 
Método de descobertura: BWE carregando sistema de correias transportadoras de 48” até silos, 
auxiliado por uma correia móvel. 
 
 
 24 
Sistema “Draglines”: 
 
As “draglines” são usadas primariamente na remoção de coberturas onde a vantagem pode ser sua 
profundidade de escavação e disposição em linha reta. Também podem escavar coberturas 
submersas e são usadas em conjunção com outras unidades de disposição onde é necessário manter o 
sistema de deposição de estéril fora da área de trabalho. É difícil de carregar um alvo específico com 
caminhões, trens e “dumps”. Elas são freqüentemente usadas para lançar a cobertura diretamente 
para a área de deposição de estéril sem a necessidade de equipamento de transporte auxiliar. 
 
Com o advento das grandes “draglines” (acima de 200 jd3), aumentou a sua capacidade para 
manusear rocha alterada e possibilitaram também sua utilização em rocha fragmentada. O grande 
investimento para aquisição dessas máquinas exige seu uso contínuo para manter os custos unitários 
baixos. 
 
Exemplo: 
 
1. Reynolds Metals Mining Corp., Bauxite, USA 
 
Material: sedimentos de areia, argila, grauvacas e bandas linhíticas (carvão). 
 
Objetivo: seleção do método de descobertura de corpos de bauxita com 35 a 70 m de altura. 
 
Produção: não avaliável. 
 
Distância: disposição lateral à escavação. 
 
Método de descobertura: “dragline” de 25 jd3 com lança de 85,5 m. 
 
 
Outros sistemas de descobertura: 
 
Pás carregadeiras que apresentam caçambas com capacidade de até 20 jd3 podem ser competitivas 
com as “shovel” pequenas sob certas condições de trabalho. A sua mobilidade extrema comparada 
com a “shovel” é um fator que não deve ser desprezado. 
 
O uso de dragas é muito comum em lagos e terras inundadas onde a água é abundante. A draga de 
sucção (hidráulica) é a mais usada pois possui uma capacidade maior do que a draga de caçambas e 
pode movimentar a cobertura para o lugar de disposição via “pipelines”. 
 
Quando certas condições de descobertura existem, a utilização de métodos hidráulicos (monitores) 
para remoção de cobertura tem sido extremamente exitosos. São métodos interessantes se o terreno 
e a cobertura são favoráveis, a água é abundante e a recuperação da área minerada não é necessária. 
 
Equipamentos auxiliares: correias transportadoras, “pipelines”(transporte hidráulico por tubulações) 
e “skips” inclinados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 25 
4. MÉTODOS DE LAVRA À CÉU ABERTO 
 
 
A mineração à céu aberto pode ser definida como uma escavação superficial para remoção de 
minerais de interesse econômico. Pode ser empregada para a explotação de minerais metálicos e não 
metálicos (industriais, enegéticos) em depósitos próximos à superfície, geralmente com 
profundidades menores que 150 m. O tamanho dos depósitos podem variar de poucas toneladas 
(ouro) até 100 milhões de toneladas (ferro). 
 
 
Classificação dos métodos de lavra à céu aberto 
 
1. Mineração de pláceres: 
- Método de calhas e represas (“panning and sluicing”) 
- Método de desmonte hidráulico (“hidraulicking”) 
- Métodos de dragagem (“dredging”) 
 
2. Mineração de open pits: 
- Método de bancada simples 
- Método de bancadas múltiplas 
- Método de corte e aterro (“stripping”) 
- Método de pedreiras (“quarry mining”) 
 
3. Mineração combinada 
- Método do funil (“glory hole”) 
 
Vantagens da mineração à céu aberto: 
 
- grande flexibilidade na produção 
- possibilidade de se minerar seletivamente 
- possibilidade de extração de 100% do material dentro dos limites do pit 
- pouca necessidade de mão-de-obra 
- possibilidade de mecanização permite alta produção unitária e maior segurança 
 
Problemas da mineração à céu aberto: 
 
- ocorrência de estações climáticas desfavoráveis em alguns locais 
- problemas ambientais - escarificação da superfície (buracos, encostas) 
- poeira 
 - vibrações e barulho das explosões 
 - disposição de rejeito da lavra 
 
Seleção do método de mineração: 
 
Fatores que afetam diretamente a seleção do método de lavra: 
 
- espessura da cobertura e propriedades físicas da rocha estéril 
- espessura, forma, configuração e estrutura do depósito mineral 
- modo de ocorrência (posição com respeito à superfície, ângulo de mergulho) 
- condições hidrogeológicas na mineração 
 26 
- instalações técnicas viáveis para realizar trabalhos em superfície (energia, equipamentos, 
perfuração principal, equipamentos de carregamento e transporte) 
- condições climáticas da área de mineração 
- fatores econômicos (teor de minério, custos comparativos de mineração, capacidades de 
produção requeridas) 
- fatores ambientais: - preservação da superfície (recomposição topográfica) 
- prevenção da poluição do ar e da água 
 
 
Mineração de pláceres: 
 
A mineração de pláceres é afetada pela concentração de minerais de detritos materiais originados da 
sedimentação seletiva em água corrente. Um primeiro requisito é que o material esteja próximo ou 
dentro da água e sobre ou próximo à terra superficial. 
 
Método de calhas e represas (“panning and sluicing”): 
 
O sistema de calhas é utilizado onde a água é abundante e apenas quando o minério ou mineral 
valioso é mais pesado que os minerais de ganga (estéril) e também para produções muito limitadas. 
O sistema de calhas é mais útil como método de prospecção/exploração a procura da fonte de 
minérios (rocha mãe) em depósitos de pláceres. 
 
O sistema de represas (“sluicing”) usado no início da produção de ouro tem sido substituído por 
métodos de produção mais eficientes. 
 
A água e um canal de passagem (“sluice box”) são usados para separar o minério do estéril. É 
necessário um terreno inclinado para a água carrear o material através dos canais de passagem para 
que haja sua concentração gravimétrica. 
 
Método de desmonte hidráulico (“hidraulicking”): 
 
Ë um método utilizado em grandes depósitos de pláceres que normalmente contém cascalho e 
matacões. Grandes quantidades de água sob pressão são dirigidos através de monitores (“giants”) 
para desintegração do depósito. Esse sistema pode envolver uma represa no terreno onde o material é 
lavado através de um canal de passagem (“sluice box”). Alternativamente a areia, cascalho e mineral 
valioso são elevados através de bombeamento para um sistema de calhas ou planta de separação 
(transporte hidráulico). 
 
A alturadas faces podem variar de 5 a 20 m podendo chegar a 50 m com a utilização de monitores 
com controle remoto. A inclinação do embasamento (“bed rock”) necessita ser maior que 2% e para 
material grosseiro maior que 5% para haver o deslizamento do mesmo sobre a superfície até o 
sistema de recuperação do mineral valioso. A produção é limitada pela disponibilidade de água sob 
pressão adequada, espessura do depósito, tamanho dos matacões e inclinação do embasamento. 
 
Métodos de dragagem (“dredging”): 
 
A dragagem é uma escavação abaixo da água de um depósito de pláceres de detritos de material 
rochoso. Normalmente é utilizado em depósitos de baixo teor em largas áreas superficiais e grande 
espessura. A dragagem pode ser utilizada em antigos leitos de rios e em cursos de rios ativos. 
Também pode ser realizada ao longo da margem de rios (“off shore”) sob condições apropriadas. 
 27 
Quando o embasamento é duro e reto, onde as perdas no fundo são mínimas ou o fundo pode ser 
dragado, então as taxas de recuperação são muito altas. 
 
As dragas utilizadas são de dois tipos básicos: 
- draga de caçambas em linha (“bucket ladder dredges”) 
- draga por corte e sucção (suction cutter dredges”) 
 
1. Dragas tipo caçambas em linha (“bucket ladder dredges”): 
 
Consiste de um braço onde está colocada uma corrente de caçambas sem fim. Basicamente é uma 
máquina de dragagem contínua de alto volume, normalmente com instalações de concentração 
gravimétrica (“jigs”). Uma correia transportadora (“stacker”) proporciona a descarga de rejeito. 
 
A draga basicamente é uma planta flutuante montada sobre uma grande barca. 
 
2. Draga por corte e sucção (“suction cutter dredge”) 
 
Esse tipo de draga é basicamente uma barca flutuante com uma bomba montada a bordo que escava 
o material por sucção e transporte ele para uma planta de concentração em terra ou flutuante. A 
tubulação de sucção pode ser equipada com uma cabeça cortante para aumentar a escavação do 
material. Depósitos marítimos de areia como rutilo, ilmenita e zircão são freqüentemente escavados 
por esse método. 
 
A draga de sucção pode ser usada em lâminas de água com 4 a 30 m de profundidade e tem sido 
usada para depósitos de estanho em profundidades de até 48 m. Dragas de sucção operam em lagoas 
com profundidades até 9 m; com grandes profundidades a bomba de sucção deve ser auxiliada pela 
injeção de ar. 
 
Problemas associados com dragagem estão relacionados com água suficiente na lagoa para que a 
draga flutue e suficiente água limpa para beneficiar o material escavado. Como a dragagem é 
normalmente feita em larga escala, a deposição de rejeitos e recuperação das áreas escavadas e da 
água são os maiores problemas. 
 
“Open Pit Mining”: 
 
Esse tipo de mineração à céu aberto é utilizado para minerar depósitos minerais em qualquer tipo de 
rocha aflorante ou próximo à superfície. São os métodos mais indicados para minerar corpos de 
minério de dimensões horizontais que permitam altas taxas de produção e assim baixos custos 
unitários de produção. 
 
As variações mais importantes dentre os métodos tipo “open pit” são: 
 
- “stripping mining” – mineração de carvão e camadas horizontais delgadas. 
- “quarry mining” – mineração de rochas ornamentais e agregados (não metálicos) 
 
Fatores que determinam o “lay out” da cava: 
- orientação do depósito 
- razão de descobertura 
- taxa de produção requerida 
- equipamento disponível 
 28 
 
Fatores de controle em mineração por “open pit”: 
- custos de mineração (descobertura, céu aberto x subterrânea, beneficiamento) 
- recuperação de minério 
- diluição (distribuição de teores) 
 
Tipos de metodologia de trabalho em “open pits”: 
- lavra através de bancadas simples 
- lavra através de bancadas múltiplas 
- lavra através de “stripping mining” 
- lavra através de “quarry mining” 
 
Bancadas simples: 
 
Na mineração à céu aberto uma bancada é um nível de operação dentro do qual os materiais (mineral 
e estéril) são escavados da face da bancada. 
 
A mineração tipo “open pit” em bancada simples pode ser empregada para minerar qualquer tipo de 
depósito mineral superficial em qualquer tipo de rocha. Assim, “quarry mining” e “strip mining” 
podem ser operações em bancada simples. 
 
A altura máxima da bancada e inclinação do talude dependem do tipo de rocha que forma a bancada. 
As alturas são especificadas pelas regulamentações mineiras específicas de cada país e não deve 
exceder 20 m. Para minas de areia as altura máxima é a altura vertical da escavadeira na face de 
trabalho ou 10 m, o que for menor. Em alguns casos já foram usadas alturas de bancada de até 60 m 
(excepcional). Nesses casos obviamente a estabilidade da face é crítica colocando em perigo o 
pessoal e o equipamento. 
 
Operações típicas: 
 
- depósitos de areia e cascalho 
- camadas de carvão com cobertura limitada 
- exposições superficiais de rochas ornamentais 
- depósitos de agregados para construção civil 
 
A produção é limitada apenas pela capacidade do equipamento que pode ser empregado na cava e 
pelo número de frentes de arranque ao longo da face de trabalho que podem ser escavadas 
simultaneamente. 
 
 
Bancadas múltiplas: 
 
A mineração através de bancadas múltiplas é indicada para: 
- depósitos massivos de grande espessura, 
- depósitos filonares de grande largura lateral, e 
- depósitos tabulares espessos com profundidade superior ao possível com utilização de bancadas 
simples. 
 
 29 
Pode ser empregada para lavrar material rochoso de qualquer tipo suficientemente resistente para 
permitir o desenvolvimento de bancadas de altura econômica em material inconsolidado até rocha 
dura. 
 
Quando a profundidade da cava é superior a 8 a 15 m, mais de uma bancada normalmente é 
necessária. 
 
A largura da bancada varia em função do tamanho da escavação (carregamento), equipamento de 
transporte e tipo de rocha na face da bancada. Normalmente varia de 6 até 20 m e são projetadas para 
proporcionar proteção contra pequenos deslizes. 
 
As bancadas são utilizadas como vias de transporte formando ou uma espiral até o fundo da cava ou 
com rampas entre bancadas horizontais em diferentes níveis. 
 
A inclinação das bancadas é mais íngreme que a inclinação final da cava a rocha pode manter 
taludes de faces verticais por curtos períodos de tempo. A inclinação da cava varia entre 20 e 70o da 
horizontal. Na fase final da mineração, antes de seu abandono, a inclinação das bancadas deve se 
tornar o mais íngreme possível para aumentar a recuperação de mineral. 
 
Aspectos ambientais: 
- disposição de rejeitos 
- geração de poeira e ruídos 
- vibração oriunda das detonações 
- recuperação topográfica da superfície minerada. 
 
 
“Strip mining”: 
 
Esse forma de mineração do tipo “open pit” tem sua principal aplicação em: 
- mineração de camadas de carvão próximas à superfície, 
- mineração de outros depósitos minerais que possuem baixa coesão, e 
- mineração de formações sedimentares. 
 
A fragmentação da rocha pode ou não ser utilizada dependendo do tipo de cobertura. 
 
A potência das camadas de carvão varia entre 1 e 10 m ou mais. Camadas finas e camadas múltiplas 
normalmente são mineradas por bancadas múltiplas. 
 
Com o equipamento atual razões de descobertura de até 30 : 1, em profundidades de até 50 m com 
cobertura favorável (inconsolidada). As razões limite variam com o tempo em função dos custos de 
mineração e eficiência dos equipamentos. 
 
Metodologia de escavação: 
 
A remoção da cobertura e do carvão é feita através da execução de um corte ao longo de uma das 
dimensões do depósito. Um outro corte paralelo ao primeiro é após escavado na direção oposta ao 
primeiro e a cobertura de rocha estéril é depositada dentro do corte previamente minerado. Esse cicloé repetido até chegar-se aos limites da área de extração. 
 
 30 
O equipamento normalmente é de grandes dimensões e descarga o material de rejeito diretamente 
no corte previamente minerado (“dragline => casting”). 
 
Equipamentos utilizados em “stripping mining”: 
- “draglines” com caçambas entre 5 e 200 m3 
- “bucket whell excavator” 
- “stripping shovels” 
 
A mineração de carvão normalmente utiliza o sistema de descobertura tipo “truck – shovel”. 
 
A manutenção das paredes das faces não é tão crítica como nas operações de cavas com bancadas 
múltiplas. Entretanto, cavas com grande volume de estéril podem apresentar problemas de 
estabilidade de taludes nos aterros de rejeito (rompimento). 
 
 
“Quarry mining”: 
 
Esse forma de mineração tem aplicação principalmente em: 
- mineração de depósitos de rochas ornamentais 
- mineração de depósitos de rochas sedimentares (arenitos, calcários), metamórficas (mármores, 
ardósias) e ígneas (granitos, basaltos) 
 
Existem dois tipos básicos de pedreiras: 
- rocha ornamental (mármores e granitos) 
- brita (calcário e agregados para construção civil) 
 
As pedreiras de rocha ornamental geralmente tem bancadas com faces verticais e a inclinação geral 
da cava é bastante íngreme. 
 
A rocha normalmente é cortada através de perfuração e detonação controladas (“pré spliting”) ou por 
equipamentos de corte contínuo (fio diamantado, “water jet”, “flame jet”, cortadeiras de braço 
diamantada ou de correias). Isso é feito de modo a preservar as características de forma e resistência 
dos blocos. 
 
A altura das bancadas ascende a até 60 m quando os blocos cortados são retirados da frente de 
extração para emparelhamento em outro local (cancha de emparelhamento). A produção é bastante 
seletiva e em quantidades limitadas. 
 
Pedreiras de agregados ou calcário são operadas normalmente através de detonação para 
fragmentação da rocha. O grau de fragmentação depende do tipo de produto desejado. A produção é 
menos seletiva e com taxas de produção bem maiores que as pedreiras de rocha ornamental. 
Normalmente necessitam de remoção da cobertura. 
 
 
“Glory Hole mining”: 
 
A mineração na forma de funil (“glory hole”) implica numa escavação aberta na superfície da qual o 
minério é removido por gravidade através de passagens de minério conectadas com um sistema de 
transporte subterrâneo. 
 
 31 
A operação clássica determina a escavação de minério em volta das passagens de minério e 
caimento dele por gravidade, resultando uma configuração de um funil. 
 
Cavas modernas podem transportar minério até passagens de minério conectadas à instalações de 
carregamento por “skips” ao lado ou abaixo do nível da cava superficial. 
 
Ë um método que encontra aplicação em qualquer depósito cujo material minerado não tenha 
tendência de entupimento em pontos de descarga. 
 
 
5. CICLO BÁSICO DE MINERAÇÃO 
 
 
Os ciclos básicos de mineração à céu aberto e mineração subterrânea são praticamente os mesmos e 
compõem-se das seguintes operações: 
1. Estabelecimento dos acessos (desenvolvimento), 
2. Extração em um ciclo perfuração => detonação => carregamento, 
3. Transporte do material desmontado. 
 
 
Esquematicamente esse ciclo pode ser descrito como: 
 
 ACESSO 
 
 
 PERFURAÇÃO 
 
 
 SERVIÇOS DETONAÇÃO 
AUXILIARES 
 
 CARREGAMENTO 
- fornecimento energia 
- bombeamento de água 
- transporte de pessoal e materiais 
- manutenção 
- sistemas de controle (topografia, supervisão, etc) 
 
 
 TRANSPORTE 
 
 PROCESSAMENTO 
 
 
 PILHA ESTOCAGEM 
 
 
 
 
 
 32 
Fatores a considerar nos métodos de mineração: 
 
A seleção do método de mineração é determinada por 4 princípios básicos: 
1. segurança 
2. eficiência (máxima extração) 
3. economia (máximo retorno, menor custo) 
4. praticabilidade 
 
Fatores que afetam a configuração geométrica do “pit” e a utilização dos equipamentos em 
mineração à céu aberto: 
 
1. Características espaciais do corpo de minério: 
- tamanho 
- forma (espessura, extensão vertical, regularidade) 
- atitude (inclinação, mergulho) 
- profundidade 
 
2. Propriedades físicas, químicas e mecânicas do minério e encaixante: 
- propriedades geomecânicas 
- planos de fraqueza (juntas, estratificação, falhas) 
- suscetibilidade à degradação e oxidação 
- mineralogia 
 
3. Condições hidráulicas e da água superficial 
 
4. fatores econômicos 
- teor do minério, valor do mineral, distribuição de teores na jazida 
- custos de mineração e beneficiamento 
- taxas de produção desejadas 
- considerações geográficas (disponibilidade de mão-de-obra e materiais, infra-
estrutura) 
 
5. Fatores ambientais 
- considerações geográficas 
- preservação da natureza 
- prevenção da poluição do ar e da água 
- problemas de profundidade (pressão e tensão na rocha) 
 
A opção de seleção do método de lavra normalmente está entre dois extremos: 
 
Alta produção / baixo teor / baixo custo / alta diluição / baixa eficiência 
 
Baixa produção / alto teor / alto custo / pequena diluição / alta eficiência (min. seletiva) 
 
Na mineração à céu aberto enfatiza-se em geral a economia de escala, que depende da 
movimentação de grandes volumes de rocha a baixo custo unitário com grandes máquinas de 
mineração, ao invés da mineração seletiva. Consequentemente utilizam-se equipamentos de 
carregamento e transporte de grande capacidade. Antes de escavar o solo normalmente necessita-se 
da fragmentação do material através de perfuração e detonação. 
 
 33 
Perfuração e detonação: 
 
A perfuração é feita normalmente no topo da bancada (“underhand drilling”). 
 
A altura das bancadas varia normalmente entre 10 m (para cavas em areia e minerais industriais em 
geral) e 20 m (para cavas de minérios metálicos). 
 
A perfuração é uma parte muito importante na operação de um “pit” para ter-se uma fragmentação 
satisfatória do maciço e também porque fornece informações para controle da escavação. 
 
Os furos são perfurados com uma profundidade suficiente para evitar a formação de repés e para 
assegurar um piso de trabalho satisfatório para a bancada inferior, que pode afetar significativamente 
o carregamento de minério. Para assegurar um bom piso é adotada uma subfuração, na ordem de 
10% da altura da bancada. 
 
O tamanho e número de furos carregados, em relação ao afastamento e espaçamento, dependerá da 
natureza do maciço e escala da operação, diâmetro do produto desejado e equipamentos disponíveis 
para posterior redução do minério. 
 
Quando existem restrições ambientais deve-se dar uma atenção especial à detonação com relação ao 
ruído, sobrepressão, vibração do terreno, arremesso de fragmentos (“flying rock”) e geração de 
poeira. 
 
Deve-se expor um comprimento suficiente de face para garantir uma operação eficiente dos 
equipamentos de escavação e carregamento. Isso deve ser equacionado com o avanço diário de face 
planejado. 
 
 
Carregamento: 
 
O carregamento de material é conduzido pelo equipamento de escavação. Para material em blocos 
duros usualmente se usa a “shovel” elétrica para grandes capacidades de caçamba, carregando 
grandes caminhões fora de estrada. “Shovels” de 17,6 m3 de caçamba podem carregar caminhões de 
200 ton em 4 ou 5 passadas (ciclos). 
 
Outras escavadoras cíclicos incluem “shovels” à diesel, elétrica-diesel e hidráulicas.As “shovel” 
hidráulicas podem ser usadas como se fossem retro-escavadeiras. As pás carregadeiras oferecem 
muitas vantagens, especialmente mobilidade, e possuem aplicação para operações de curto prazo 
onde as condições da pilha de rocha fragmentada são favoráveis. Escavadoras contínuas (BWE) tem 
aplicação para materiais que não requerem fragmentação, especialmente para remoção de coberturas 
moles. 
 
É boa prática na mina assegurar, sempre que possível, 2 ou mais bancadas simultâneas para ter-se: 
- áreas alternativas para trabalho (estoques de minério fragmentado) 
- flexibilidade no planejamento de controle de teor (blendagem) 
 
 
 
 
 
 34 
Transporte: 
 
Os caminhões fora de estrada oferecem maior grau de flexibilidade num sistema de transporte e são 
especialmente indicados quando estão disponíveis vários minérios e fontes de minério (frentes de 
arranque). 
 
Um fator importante para a eficiência do “pit” é a adequação do tamanho do caminhão à capacidade 
da escavadora e também o controle de despejo dos caminhões para Ter-se o mínimo tempo de 
espera: 
- escavadora esperando caminhão para carregar 
- fila de caminhões esperando a escavadora 
 
Outras formas de transporte no “pit” é o uso de correias transportadoras e transporte ferroviário. 
 
Correias transportadoras tem aplicação especialmente se o material escavado tem tamanho 
apropriado para a cinta da correia transportadora. Isso é freqüentemente obtido com o uso de 
britagem no “pit” (britadores móveis). 
 
Tipos menos freqüentes de transporte para partículas finas: 
- transporte hidráulico (minerodutos) 
- bombeamento por “pipelines” 
 
 
Serviços: 
 
Principais equipamentos de perfuração e carregamento são diesel, diesel-elétricos ou totalmente 
elétricos. Equipamentos de alta produção tendem a ser elétricos, especialmente escavadoras. 
 
A distribuição de energia no “pit” normalmente consiste no fornecimento de energia em alta 
voltagem (33 kV) e redução através de transformadores móveis (6,6 ou 3,3 kV) para fornecimento às 
unidades vai cabos. 
 
Outros serviços incluem fornecimento de materiais de consumo, combustíveis, explosivos e outros 
ítens de estoque; transporte de pessoal; supervisão nas frentes de extração e funções de controle; 
suprimento de água para controle de poeira nas bancadas, estradas e pilhas de estocagem; drenagem 
da mina e bombeamento de águas de infiltração e superficiais. 
 
 
Pilhas de estocagem: 
 
Existem 2 tipos básicos de pilhas de estocagem em mineração à céu aberto: 
- pilhas de estocagem de mineral de baixo teor para futuro beneficiamento, 
- disposição de material estéril nos “bota-fora” 
 
As pilhas de minério e material de baixo teor devem ser locadas próximo à planta de beneficiamento 
para reduzir os custos de transporte no seu aproveitamento posterior. 
 
Existe um ponto ótimo entre a configuração das estradas e a distância econômica de transporte dos 
equipamentos utilizados. 
 
 35 
Quando necessita-se aterramento do “pit” no final das operações mineiras, o material de estéril 
deve estar disposto próximo a cava. 
 
O ângulo de repouso das pilhas de estéril e minério devem ter uma inclinação adequada para a sua 
estabilização, especialmente os aterros para construção de acessos e rampas. 
 
 
6. SISTEMÁTICA DA MINERAÇÃO À CÉU ABERTO 
 
 
A mineração à céu aberto ocorre dentro de uma sistemática comum a todos os empreendimentos, 
mas com a aplicação diferenciada dos recursos produtivos, seguindo basicamente as seguintes etapas 
básicas: 
 
Exploração do depósito => desenvolvimento exploratório e sistemático => planejamento de lavra => 
implantação da mina e operação 
 
Os sistemas e métodos de trabalho disponíveis podem ser agrupados como segue: 
 
Método de descobertura: 
 - “shovels” 
 Cíclicos: - “draglines” 
 - “scrapper” 
 - “bucket whell excavator” 
 Contínuos: - dragagem 
 - desmonte hidráulico 
 
Sistemas de perfuração: - percursiva 
 - rotativa 
 - rotopercursiva 
 - especiais: “jet piercing”, “water jet”, “flame jet” 
 
Método de detonação: - plano de fogo 
 - seleção do explosivo 
 
Sistema de escavação e carregamento: 
 - “shovels” 
 Cíclicos: - “draglines” 
 - “scrapper” 
 - “bucket whell excavator” 
 Contínuos: - dragagem 
 - desmonte hidráulico 
Sistemas de transporte: 
 Cíclicos: - caminhões (convencional/fora de estrada) 
 - trens (vagões) 
 - correias transportadoras 
 Contínuos: - minerodutos 
 - “skips” inclinados 
 - caídas de minério, túneis e poços 
 
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Serviços auxiliares: - preventiva 
 Manutenção - preditiva 
 - corretiva 
 Britagem primária da minério 
 Comunicação 
 Drenagem das águas - superficiais (valas, canais, etc) 
 - infiltração (bombas, bacias, etc) 
 
Geometria da cava: 
 
A geometria final da cava é determinada pêlos seguintes fatores: 
- ângulo de talude operacional e final da cava; 
- berma das bancadas; 
- altura das bancadas; 
- estabilidade dos taludes operacionais e final; 
- projeto e execução das vias de acesso (inclinações; largura, ângulo de curvatura) => função do 
tipo de transporte e distâncias; 
- altura final do “pit” => função do ângulo de talude final, relação estéril-minério limite, 
distribuição de teores (disseminação), propriedades geomecânicas das rochas. 
 
 
 
 
7. APLICAÇÃO DA MINERAÇÃO À CÉU ABERTO 
 
 
1. Mineração de Carvão: 
 
Descobertura e extração dos leitos de carvão: - “shovel” 
- “dragline” 
 - “bucket whell excavator” 
 - combinação “shovel” + BWE 
 
Profundidade média da cobertura estéril => sincronizada com capacidade das máquinas de 
descobertura. 
- Perfuração tipo “Auger”, normalmente vertical. 
- Coberturas pequenas (< 30 m): perfuração rotativa, furos horizontais 
- Coberturas altas (>50 m); perfuração vertical e utilização de furos largos (15”) 
 
Detonação de minério: 
Melhores resultados com utilização de ANFO. 
Utilização de “draglines” requer maior fragmentação => maior custo que “shovel”. 
 
Carregamento de minério: 
Melhores resultados são obtidos com utilização de “shovels”. 
Outros equipamentos utilizados: “draglines”, pás-carregadeiras sobre pneus; BWE, retroescavadeira 
e “front-end-loaders”. 
� utiliza-se sempre que possível a maior caçamba disponível e compatível com a produção diária e 
tipo de transporte utilizado. 
 
 37 
Transporte: 
Caminhões fora de estrada (até 240 ton) 
Outros tipos de transporte convencional: correias transportadoras, trens. 
 
 
2. Mineração de minerais industriais 
 
Principais tipos de minerais industriais lavrados à céu aberto: calcário, dolomita, magnesita, granito, 
saibro, gabro, basalto, bauxita, feldspato, nefelina, rocha fosfática, areia, sílica, urânio, argilas, etc. 
 
Perfuração: 
Rochas não abrasivas => perfuratrizes rotativas 
Rochas abrasivas => perfuratrizes percursivas pneumáticas (φ pequenos) 
 => carretas de perfuração (φ maiores) 
 
Detonação: 
Preferência por explosivos tipo ANFO. 
Na existência de problemas de infiltração de água nos furos => dinamites 
Necessidade de boa fragmentação quando existe britagem posterior. 
 
Carregamento: 
Utilização intensiva de “power shovels” elétricas (maiores) ou diesel (menores) 
Pás carregadeiras sobre pneus. 
 
Transporte: 
Transporte da cava até a planta de concentração: 
 - ferroviário (distâncias longas) 
 - caminhões fora de estrada (> 100 ton) 
 - correias transportadoras, minerodutos (areia, caulim, fosfatos, cascalho) 
 - outros tipos não convencionais (“skips” inclinados, cabos aéreos, “scrappers”) 
 
Exemplos: 
 
Perfuração: 
- Percursiva DTH (down-to-hole): granito, basalto, feldspato, nefelina, magnesita, dolomita,