TRABALHO BURIL ABATIMENTO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
UNIDADE ACADÊMICA DE MINERAÇÃO E GEOLOGIA
LAVRA DE MINAS SUBTERRÂNEAS
ASPECTOS ECONÔMICOS DA LAVRA POR ABATIMENTO
Professor: Alexandre José Buril de Macêdo
Aluno: Lucas Ferreira Alencar Silva
Matrícula: 112110679
CAMPINA GRANDE
OUTUBRO DE 2015
INTRODUÇÃO
Os métodos de mineração são basicamente subdivididos em: métodos a céu aberto; quando o minério se encontra a uma profundidade aflorante na superfície e; métodos subterrâneos, quando o minério encontra-se a uma profundidade maior e, sua exploração é justificada economicamente.
Dos métodos subterrâneos, uma miscelânea de formas de exploração é utilizada, dependendo de fatores principais como forma e da posição do depósito, como também por concentração do minério, tamanho da jazida, hidrogeologia, disponibilidade econômica de investimento, coesão do maciço, coesão do minério, mergulho, tecnologia disponível, mão de obra qualificada, dentre outros aspectos. (MACÊDO, 2015)
Na mineração subterrânea, destacam-se alguns métodos conhecidos como métodos por abatimento, que são aqueles em que o minério abate naturalmente ou por indução, quando este não suporta seu próprio peso. Os métodos de abatimento são subdivididos em: Abatimento por subníveis, abatimento por blocos e longwal. (MACÊDO, 2015)
O presente trabalho tem por finalidade expor alguns aspectos relevantes aos tipos de lavra por abatimento, ressaltando características inerentes ao layout da mina, os investimentos de capital, tecnologias utilizadas entre outros aspectos que permeiam a utilização desses métodos.
MÉTODOS POR ABATIMENTO
Para a escolha dos métodos de abatimento devem-se considerar vários fatores geométricos do corpo do minério, sua inclinação, espessura e principalmente aspectos inerentes a coerência e estabilidade do maciço. A lavra por abatimento desenvolve-se utilizando da gravidade e os níveis de pressão situados acima do bloco de minério. Geralmente existe uma perturbação por meio de desmonte com explosivos ou da retirada do terreno da parte inferior ao corpo mineral por mineradores contínuos, induzido a uma instabilidade controlada, o que ocasiona o desprendimento do corpo mineralizado, a uma taxa de queda segura. (LOPES, 2011)
Os abatimentos são desenvolvidos apresentando um alto nível de controle da taxa de desmoronamento, devido a necessidade de se controlar a emissão de energia concentrada num determinado ponto, a fim de se evitar um abatimento descontrolado, o que afeta a estabilidade do restante da escavação. Nesse sentido, monitoramento, conhecimento geológico, hidrogeológico e do estado de tensões se tornam indispensáveis. Geralmente, as diversas formas de abatimento; apresentam um alto nível de produção, no entanto, a depender do tipo de abatimento, o fluxo de minério se dará obedecendo a cronologias diferenciadas, o que influencia diretamente no fluxo de capital e exige um planejamento operacional bastante elaborado (MACÊDO, 2015).
O layout da escavação por abatimento apresenta uma grande complexidade de elaboração, visto que suas dimensões devem ser estabelecidas de modo a assegurar a taxa de produção desejada com o menor custo de desenvolvimento e operacional possíveis. Os pontos de fluxo devem ser desenvolvidos de modo a permitir a quantidade de saída desejada de minério abatido, e devem ser elaborados de forma a garantir sua longevidade durante todo o processo de exaustão da mina (MACÊDO, 2015).
O minério por sua vez, deve apresentar-se de forma homogênea, continua, e geralmente situar-se em corpos competentes, de forma a garantir a extração controlada e de assegurar o retorno de capital. É importante lembrar que o estado de tensões é fundamental para um fluxo adequado de material, e que o mesmo pode ser modificado na medida em que a frente do abatimento avança.(GERMANI, 2002). Em virtude disso, a taxa de abatimento pode ser dada de duas diferentes formas: Reduzida, que garante que o estado de tensões não se modifique abruptamente, pois permite que a rocha se mova e o estado de tensões se distribua, ou aumentada; que garante um maior fluxo de material, mas pode ocasionar sobrepressão em alguns pontos, causando locais de risco e podendo ocasionar fluxo de rejeito. (MACÊDO, 2015)
ABATIMENTO POR SUBNÍVEIS (Sublevel Caving)
Essa variação do abatimento é desempenhada utilizando-se de explosivos, através de furos com diâmetro largo e em sentido ascendente, com furos desenvolvidos em forma de leque de diâmetros entre 76mm e 102mm. É importante o controle da profundidade dos furos, para que se evite o desmonte de material sem apelo econômico. O transporte é feito utilizando de LHD’s que fazem o carregamento do minério na galeria de subnível e o tombamento do mineral em passagens de minério. Os subníveis são projetados de acordo com o tamanho da carregadeira. (LOPES, 2011) , (ALVARENGA, 2012).
É um método que possui alta produtividade e taxa de produção atingindo níveis de 20 a 50 ton/(homem x turno). Seu uso é adequado em corpos com forte mergulho, superiores a 60° e com competência suficiente para permanecer sem suporte excessivo e com rocha encaixante possível de ser abatida sendo deformável e pouco resistente. O corpo deve possuir grandes dimensões e potência acima de 6m. (ALVARENGA, 2012).
 Por ser um método em larga escala apresenta como uma grande vantagem sua possível mecanização completa dos processos. Mecanização que, do ponto de vista econômico, tende a ser uma aliada, pois agrega versatilidade e segurança ao processo, além da possibilidade de homogeneidade nos valores de produção diários, facilitando o cumprimento do planejamento e reduzindo consideravelmente os custos de operação. Quanto ao fluxo de caixa, é um método que fornece retornos fixos em todo o processo de extração, tendo em vista que o material é escoado diariamente através dos ore-passes e pode ser comercializado a partir disto. Como é um método em que se utiliza de explosivos e de transporte por equipamentos mecânicos, alguns gastos operacionais com material, ventilação e equipamentos mecânicos são onerosos e o custo relativo pode chegar a 50% (LOPES, 2011). Vale ressaltar que é um método que utiliza de poucos suportes artificiais devido a regularidade do minério e pelo fato da equipe e maquinário estarem protegidas no subnível, o que reduz os gastos em relação a outros métodos subterrâneos.
No Brasil, o emprego desse método ocorre nas minas de cromita da Mineração Vale do Jacurici, em Andorinhas, Bahia. Foi adotado na Mina de Fazenda Brasileiro, de ouro, da CVRD, em Teofilândia, também na Bahia, na porção mais superficial, onde se usou a variante com recalque. O método vem sendo aplicado em algumas situações na Mina Caraíba. (GERMANI, 2012)
LONGWALL
Esse é um método aplicado para camadas relativamente horizontais, depósitos de forma tabular no qual um longo corredor de arranque é estabelecido e avança através de cortes paralelos à face, auxiliado pelo caimento completo do teto ou paredes laterais atrás dele. O corpo possui geralmente espessura de aproximadamente 4m e grande extensão horizontal, podendo atingir profundidades de operação entre 300m até 1600m. No Brasil, esse método só fora utilizado experimentalmente num mina de carvão no Rio Grande do Sul. Destaca-se ainda a larga utilização de sistemas de macacos hidráulicos no teto, a fim de se manter a frente de operação aberta e segura. (LOPES, 2011), (ALVARENGA, 2012)
No desmonte, transporte e na sustentação diversos aparatos mecanizados com altos níveis tecnológicos podem ser utilizados, permitindo maior eficiência do processo, embora necessite de mão de obra qualificada e de algum tempo de planejamento. Os macacos hidráulicos que permitem a sustentação do teto possuem sistemas de movimentação de modo que avançam e retraem a medida que o corte lateral avança, permitindo ou evitando a queda do teto da escavação, o que remete a uma alta tecnologia dos suportes e consequentemente a um grande investimentode capital inicial. 
No desmonte, segundo (GERMANI, 2002) utilizam-se mineradores contínuos, ou explosivos com equipamentos de perfuração em pequeno porte, sendo o primeiro utilizado em 80% dos casos, o que também se associa ao nível de automação elevado que esse método possibilita.
Quanto ao transporte, correias transportadoras com correntes que operam junto a face que está sendo derrubada ou veículos de transporte são utilizados, sendo o primeiro, mais usado comumente, por garantir maior economia e agilidade ao processo, além de garantir maiores condições de saúde aos trabalhadores, em virtude da ausência de veículos de transporte operando e gerando gases nocivos. (GERMANI, 2002)
Segundo ALVARENGA, (2012) esse é um método que permitiu a mineração alcançar altos níveis de produtividade, com a criação do conjunto mecanizado para lavra (cortadeira, suporte automarchante e transportador de corrente), e da carregadeira LHD, que transmitiu maior flexibilidade à lavra em diversos aspectos tornando-o o mais produtivo entre todos os outros métodos subterrâneos. HARTMAN (2002) apud ALVARENGA (2012) destaca que os valores de produtividade são de 63 a 163 t/(homem x turno). 
Pelas características levantadas, é observado que o fluxo de capital nesse método de lavra não ocorre de maneira similar ao método de abatimento por subníveis, uma vez que muitos gastos iniciais com os sistemas automatizados de desmonte, transporte e sustentação se darem numa fase em que ainda não se tem retirada de material e consequentemente retorno de capital. Como na maioria das vezes o transporte utilizado é por meio de correias transportadoras, existe uma certa diminuição dos gastos com acessos que viabilizem a retirada do material para a superfície, uma vez que correias permitem maior angulação, reduzindo os trajetos percorridos e diminuindo os gastos com manutenção de estradas e dos veículos mecanizados, utilizados em outros métodos. Vale ressaltar que o retorno de capital se inicia numa cronologia já bem avançada em relação ao inicio das operações da mina, pois é gasto mais tempo preparando os equipamentos que irão permitir a extração do que com a extração propriamente dita. 
ABATIMENTO POR BLOCOS
 Consiste num método em que massas, painéis ou blocos de minério são solapados para induzir o abatimento, permitindo que o minério fragmentado seja escoado abaixo. Tanto minério quanto rocha encaixante são abatidos (HARTMAN et al, 2002) apud (ALVARENGA, 2012).
O método de abatimento por blocos é utilizado em corpos maciços, de grandes dimensões verticais, com mergulho acentuado (acima de 60°) ou quase plano, se espesso, com grande espessura, entre 30 a 200 m. Aplicado geralmente em minérios de baixo valor unitário, com facilidade de serem abatidos (resistência baixa) e que não sejam facilmente oxidados nem aglomerados. A rocha encaixante similar ao minério é ideal. A profundidade fica em torno de 600 a 1200 m. Não é recomendado utilizar esse método em rochas de resistência muito dura ou muito macia, devendo ser moderada. É um método de alta produtividade, tendo em vista a grande simplicidade das operações empregadas, atingindo níveis de 30.000 a 50.000 ton/dia. A recuperação pode atingir níveis de até 100%, o que é vantajoso em relação a outros métodos de extração subterrânea, sendo seus valores afetados apenas pelo abandono de parte do minério com altos níveis de diluição. (ALVARENGA, 2012)
A sequência de lavra se dá em desencadear um fraturamento generalizado no bloco, através de cortes horizontais na sua extremidade inferior. Com o desencadeamento do fraturamento pelo bloco, o mesmo vai caindo numa estrutura afunilada desenvolvida para este fim, sendo o percurso percorrido durante a queda responsável por parte da quebra da rocha, que vai se fragmentando a medida que percorre pelo ponto de passagem do minério (tuneis de ligação) até o ponto de carga. Planos de fraqueza e de fraturamento são aliados nessa etapa de quebra do bloco. É importante destacar que as camadas tendem a sofrer subsidência, sendo este método responsável por inviabilizar a estabilidade da superfície ao qual ele se encontra. (CÉZAR, 2008) apud (LOPES, 2011) , (MACÊDO, 2015).
É um método de abatimento que requer grandes intervalos de tempo sem retorno de capital, tendo em vista a necessidade de trabalhos de desenvolvimento prévio na construção dos túneis que irão escoar o bloco de rocha abatido. A fase de desenvolvimento tende a ser onerosa, já que é imprescindível evitar a diluição do minério, o que exige que os tunelamentos que escoam o mesmo sejam bem desenvolvidos, a fim de se evitar ao máximo o desprendimento de encaixante, o que prejudicaria a qualidade do minério extraído, além de afetar a estrutura dos túneis, o que resultaria na necessidade de manutenção, encarecendo o processo. Outro fator oneroso se dá no desenvolvimento de pontos de carga e transporte que por ser mecanizado, requer que as galerias possuam boa ventilação e trafegabilidade.
Do ponto de vista tecnológico, é possível inserir nos pontos de escoamento do minério, sensores de passagem, que podem facilitar o processo de carregamento dos caminhões, além de softwares de monitoramento da propagação do fraturamento induzido na fase de quebra do bloco lavrado, no intuito de se evitar a propagação do fraturamento a pontos de material inerte.
Após a fase de desenvolvimento, os gastos mais significativos se darão com o transporte do material, que ocorre através de equipamentos semelhantes aos usados na lavra por subníveis, como LHD’s e caminhões de transporte. 
CONCLUSÃO
A partir da análise dos tipos de lavra por abatimento, é possível se ter uma noção das peculiaridades referentes aos gastos relativos nos processos de desenvolvimento e extração do minério, a depender do tipo de lavra utilizado, dando indícios de qual etapa requer maiores atributos financeiros e em qual período da lavra o retorno financeiro começa a surgir. Fica sendo possível a partir disto, determinar um fluxo de caixa, além de apontar as melhorias necessárias e os níveis de supervisão para garantir a economia em algumas etapas.
Foi observado que as lavras por abatimento, em relação a outros tipos de lavra subterrânea, possuem características que tendem a torna-los mais atrativos financeiramente, em virtude da baixa complexidade dos métodos e das diversas situações em que a mecanização e inserção da tecnologia se enquadram, sendo o principal exemplo disso a lavra por longwall, que quando possível de ser utilizada, permite uma retirada extremamente produtiva de minério, graças as correias que operam lateralmente e a utilização dos mineradores contínuos, que reduzem drasticamente as etapas que permeiam outros métodos, como perfurações, detonação e transporte mecânico.
Além disso, foi constatado que ao contrário dos outros métodos, nos de abatimento de uma forma geral, a grande maioria da mão de obra qualificada deve ser alocada principalmente nas etapas de planejamento, uma vez que o mesmo se torna imprescindível para o sucesso da mineração e que os eventuais erros devem ser previstos ainda nessa etapa, em virtude da baixa flexibilidade que os métodos impõem devido a todo o aparato estrutural previamente necessário.
Com isso, foi concluído que os métodos subterrâneos apresentam em termos de versatilidade e praticidade diversas vantagens em relação a outros métodos de lavra subterrânea mais antigos, embora para o sucesso da operação sejam necessárias dedicação e capital na fase de planejamento. É importante ressaltar que embora tenham sido notadas algumas vantagens nesse tipo de lavra, não necessariamente o método se aplica a todas as lavras subterrâneas, sendo sua utilização considerada apenas quando vantajosa, levando em consideração diversos parâmetros operacionais, monetários e do jazimento.
REFERÊNCIAS
ALVARENGA, J. F., Estudo dos índices operacionais da lavra subterrânea no Brasil- Dissertação (Mestrado). Universidade Federal de Ouro Preto-2012. Disponível em:< http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/3493/1/DISSERTA%C3%87%C3%83O_Estudo%C3%8DndicesOperacionais.pdf > Acesso em: 05 de Outubro de 2015.
LOPES, M. G. C., Métodos de Lavra por Abatimento. Faculdade de Engenharia de Minas e Meio Ambiente da Universidade Federal do Pará – UFPA. Trabalho como avaliação da disciplina Métodos de Lavra Subterrânea. Marabá-2011. Disponível em: < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe6iIAL/metodos-por-abatimento > Acesso em: 08 de Outubro de 2015.
GERMANI, D. J., A mineração no Brasil-Relatório final. Rio de Janeiro-2002. Disponível em: < http://www.cgee.org.br/arquivos/estudo007_02.pdf > Acesso em: 08 de Outubro de 2015.
MACÊDO, A. J. B., Método de lavra subterrânea. Apostila da disciplina de lavra subterrânea oferecido pelo curso Engenharia de Minas da UFCG Campina Grande-2015.