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Descrição dos Métodos de Lavra Subterrânea Métodos aplicáveis a corpos minerais que necessitam de suporte CUT-AND-FILL STOPING (Lavra por corte e aterro/enchimento) É um método que permite lidar com variações quanto à continuidade e homogeneidade da qualidade do minério, provendo diluição e recuperação aceitáveis. Caso o material de enchimento seja estéril (do desenvolvimento ou outra fonte), configura-se o enchimento dito mecânico, que pode ser feito com ou sem a adição de cimento. Generalidades Quando o material de enchimento é o rejeito do beneficiamento (backfill), cimentado ou não, configura-se o rejeito hidráulico. É um método que permite bom grau de mecanização. A relação entre as dimensões dos equipamentos e a espessura e inclinação da camada definem a diluição: desde que a espessura da camada permita a operação de equipamentos em seu interior, opera-se com diluição aceitável. Generalidades A lavra por corte e enchimento (cut and fill mining) é um método de lavra geralmente ascendente, em que o minério é completamente removido e o material de enchimento suporta as paredes e fornece piso para a lavra da próxima fatia de minério. Definição O material de enchimento pode consistir de rocha estéril distribuída mecanicamente (a seco), mas a prática mais moderna é a utilização de enchimento hidráulico (back fill), constituído de mistura de rejeitos de tratamento do minério, água e, às vezes, cimento (pastefill), distribuído através de tubulações. Definição Pastefill é amplamente utilizado, por ser de execução mais econômica, maior produção e melhor compactação. Os materiais utilizados são argila, cascalho, areias, escórias, rejeitos de usina, carvões finos, alvenaria. No caso de enchimento hidráulico, o seu transporte e colocação se fazem com água, com vantagens evidentes. Definição Planta Paste Fill Filtro de tambor “Cake 80% sólidos Transferência de Cimento Misturador “Cake” e Cimento Bomba Disposição Realce Lavra Cut and fill - Paste fill Enchimento de realce de lavra com pasta Realce Preenchido com Pasta Uma pessoa caminhando na pasta Enchimento após 24 horas A polpa é depositada em cercos previamente construídos ou em fundos de alargamentos. A água é drenada para depósitos estabelecidos e daí bombeada para o exterior, quando não se usa cimento. É efetuado com partículas menores que 100, 200 malha Tyler. São comuns nos arranjos de lavra por enchimento as passagens de minério, de estéril e de enchimento. Definição Esse método é aplicado na Mina de Cuiabá, da AngloGold, Sabará (MG), lavra de ouro; na Mineração Serra Grande, Crixás (GO), da AngloGold, na lavra de ouro; na Votorantim, em Vazante (MG), lavra de zinco, entre outras. Foi utilizado na Mina de São Bento, da Eldorado/São Bento, Santa Bárbara (MG) e na Mina de Morro da Fumaça, de fluorita, no Paraná. Definição e Generalidades O método de corte e enchimento é muito flexível e prontamente adaptável a quase qualquer corpo de minério. A aplicação padrão requer que uma tira de minério de 2,4 a 3 m de espessura seja removida do teto do alargamento. Após a segurança do teto ser executada, o minério desmontado é removido através de passagens de minério ligadas ao nível inferior. Definição e Generalidades Quando a rocha estiver removida, as passagens de rocha são estendidas para cima até a altura correspondente à tira de minério removida e, então, o alargamento é enchido com estéril e um outro ciclo é então iniciado. O enchimento é executado integralmente com o ciclo de lavra e não após completar a lavra de todo o painel. Definição e Generalidades O método é mais bem empregado: em corpos de minério mergulhando em considerável extensão vertical; em áreas de minério que requerem lavra seletiva; e onde existem condições de paredes encaixantes fracas. Definição e Generalidades Adaptável à maioria dos corpos de minério, o método de corte e enchimento é mais bem empregado onde o minério é descontínuo e onde a diluição é um problema para outros métodos aplicáveis nas mesmas condições. A altura da seção de lavra é determinada pela resistência da rocha encaixante. Definição e Generalidades O enchimento desempenha funções únicas nesse método. A mais óbvia e importante é o suporte das fracas paredes do depósito mineral. Nessa consideração, a compressibilidade é a mais crítica propriedade do enchimento, variando de 25 % para o enchimento seco assentado mecanicamente a 5 - 10 % para o assentado hidraulicamente ou pneumaticamente. Definição e Generalidades A segunda função do enchimento é prover uma plataforma de trabalho sobre a qual a próxima tira de minério é perfurada e detonada. Por causa do empolamento, somente cerca de 0,6 t de enchimento é requerida por tonelada de minério lavrada. Definição e Generalidades Enchimento: Rockfill, backfill, sandfill ou pastefill; Enchimento De Simoni (2003) comparou as alternativas de lavra por corte e enchimento e por câmaras e pilares para um corpo de minério no veio de quartzo, na Mina III, da Mineração Serra Grande, em Crixás (GO). O autor concluiu que, com a mudança de método para corte e enchimento, resulta um maior valor presente, acontecem ganhos significativos de operacionalidade, de produtividade e, principalmente, de segurança. Definição e Generalidades Perfuração: frontal x ascendente Frontal – pior utilização de equipamentos, maior segurança de trabalho; Ascendente – melhor utilização de equipamentos, menor segurança de trabalho. Definição e Generalidades Perfuração: frontal x ascendente Definição e Generalidades Parte da produção de minério em minas subterrâneas brasileiras, já é executada abaixo do nível do poço vertical, o que implica a utilização de mais de um sistema de transferência do minério na mesma mina. Definição e Generalidades Geralmente a solução para esses locais é o transporte através de caminhões em rampas e a descarga do material em um chute, juntamente com o material que vem das passagens de minério, para o carregamento dos esquipes (skips) para içamento à superfície. Outra opção seria o aprofundamento do poço e do sistema de içamento de material (Mina de Kiruna, Suécia). Definição e Generalidades Na mina de minério de ferro de Alegria em Mariana (MG), da Samarco Mineração S/A, a céu aberto, utilizaram as características do método de corte e enchimento, com o duplo propósito de recuperação do minério remanescente nos taludes e reabilitação da área degradada. Definição e Generalidades Resistência do minério: média a forte; Resistência das encaixantes: fraca; Forma da jazida: pode ser irregular, descontínua; Teor alto; Mergulho: acima de 45o, uniformidade variável. Aplicabilidade Tamanho da jazida: espessura de 2 a 30m, extensão razoavelmente grande. O método é aplicável a corpos de forte mergulho, mas adaptável a outros. O teor do minério deve compensar o custo de uma operação adicional: a colocação do enchimento. Oferece como vantagem a seletividade e permite alta mecanização. Aplicabilidade Primário: diversas opções: poço vertical, rampa, túnel. Secundário: cabeceira na lapa. Desenvolvimento Terciário: (preparação do bloco de lavra) – é diferenciado para corpos de mergulho suave (cerca de 45o) e para corpos mergulhantes. O caso comum é a lavra ascendente. Para corpos de mergulho suave, travessa a partir da galeria de transporte até o corpo de minério; da travessa saem passagens de minério (ore passes), de onde derivam ramificações (finger raises). Desenvolvimento Terciário: (preparação do bloco de lavra) – é diferenciado para corpos de mergulho suave (cerca de 45o) e para corpos mergulhantes. O caso comum é a lavra ascendente. Para corpos mergulhantes, aberturas na base do bloco, subida lateral, nichos laterais para acesso a dois alargamentos adjacentes, face livre para desmonte (slot raise). Desenvolvimento Perfuração (manual ou mecanizada, horizontal ou ascendente), detonação, segurança de teto, carregamento (opções comuns: LHD, rastelo) e transporte de minério (vagonetas, caminhão), mais colocação do enchimento. O enchimento pode ser a seco ou hidráulico (back fill), com 60 a 70% de sólidos e tem como vantagens: menor compressibilidade, maior produtividade (menor número de trabalhadores necessário), menor custo. Lavra Exemplo de lavras, no Brasil, pelo método de corte e enchimento : Mina de Cuiabá, de ouro, da AngloGold, Sabará (MG): utilizam-se caminhões, carregadeiras LHD e esquipes para o transporte de minério fragmentado; Lavra Mina de Morro da Usina, de zinco, da CMM, Vazante (MG): o corpo de minério tem altura média de 15m e largura de 10 a 30m, o transporte era realizado por carregadeiras LHD e caminhões que transferiam o material para as passagens, dessas para o silo da câmara de britagem e finalmente era içado por esquipes. (o método de lavra foi alterado para o VRM, variante do alargamento em subníveis). Lavra A mina de fluorita, da Cia. Nitroquímica/Votorantim, em Morro da Fumaça (SC), utiliza passagens de minério verticais de dois estágios, com grelha de malha quadrada, o minério era desmontado por carregadeiras elétricas “bob-cat” até os chutes e, depois, carregado em vagonetas; o enchimento era feito hidraulicamente; nas zonas de maior estabilidade, foi adotado o método de recalque. Lavra A Mina de São Bento, da São Bento Mineração/Eldorado, lavra de ouro, utilizou o fluxo por gravidade de material fragmentado por passagens. A Mina de Raposos, de ouro, da AngloGold, Raposos (MG), utilizava passagens no transporte vertical de minério e de material de enchimento. Lavra Corte e enchimento : Ciclo operacional Comparação entre Métodos de Lavra “Sublevel Stoping” Lavra por Subníveis” “Cut and fill- Hidráulic Back Fill” Corte e Enchimento Hidráulico “Cut and Fill –Mechanic Back Fill” Corte e Enchimento Mecânico “Cut and Fill -Paste Fill” Corte e Enchimento com Pasta Corpo Regular e inclinados Maior produtividade Maior diluição Baixo Custo Baixo Teores Baixa diluição Corpos Estreitos Teores Altos Custo Elevado Corpos Irregulares Em um levantamento, com informações de Germani (2002), De la Vergne (2000), Pfleider et al (1968), abrangendo 50 minas (33 minas estrangeiras e 17 minas brasileiras), 6 métodos de lavra, com profundidades de 540 a 1500m, compreendendo 10 tipos de minério, conclui-se que cerca de 60% das minas usam (ou usaram) passagens de minério e/ou silos de estocagem. Fluxo por gravidade A preocupação em relação ao fluxo de material fragmentado vem desde o início do século XX, se intensificando na década de 60. A comparação tradicional entre sistemas de transporte é realizada entre o transporte por caminhões em rampa, o transporte por vagões diretamente à superfície e o transporte por passagens combinado com esquipes. Fluxo por gravidade Projetos de sistemas de transporte de material, descritos desde 1968, mostram exemplos de sistemas de passagens em minas de diversos países. Para De la Vergne (2000), as passagens de minério e de estéril fornecem um meio de baixo custo para a movimentação de minério. Fluxo por gravidade Just (1980 citado por Silva, 2005) pondera que os sistemas de passagens envolvem grande dispêndio de capital (custos de desenvolvimento mais de aquisição de equipamentos), o que leva à necessidade de um sistema de grande vida útil para amortização desses investimentos. Fluxo por gravidade Adicionando-se a natureza integrada do sistema, torna-se um sistema com pouca flexibilidade. Exceto em métodos de corte e enchimento, quando se pode utilizar a opção da construção gradual das passagens com quadros ou tubos partidos, a vida útil projetada para a passagem é geralmente igual à da mina. Fluxo por gravidade Em diversos métodos de lavra subterrânea acontece o fluxo por gravidade. A maioria dos sistemas de passagens de minério está nos métodos de abatimento e na lavra de alargamento em subníveis. Também nas minas trabalhadas simultaneamente em vários níveis que têm corpos de minério inclinados. Nos corpos mais planos, são muitas vezes usados em conjunto com sistemas de transporte. Fluxo por gravidade investimento inicial moderado; boa seletividade; alta recuperação de minério (90 a 100%); baixa diluição; baixo custo de desenvolvimento; versátil e adaptável; o estéril e o rejeito podem ser distribuídos no subsolo como enchimento; bons registros de segurança. Vantagens alto custo de lavra (custo de enchimento pode chegar a 50% desse custo); produtividade mediana; enchimento causa descontinuidade no ciclo; alto custo de manuseio de estéril. Desvantagens Há muitas variações do método, sendo 3 mais importantes: Overhand Cut-and-fill stoping; Drift-and-fill stoping; Underhand Cut-and-fill stoping. Variantes do método Na área de realce, os colaboradores trabalham debaixo do teto e têm espaço suficiente para mover equipamentos. Utilizam-se rampas para que os equipamentos se movam de um nível para outro na área de realce. O grade das rampas é, normalmente, de 15 a 20%. Variantes do método Overhand Cut-and-fill stoping Esta versão do corte e aterro é aplicada em rochas relativamente competentes, que permitirão que o realce permaneça aberto apenas com cabeamento do teto ou combinado com telas. Outra variação do método foi amplamente usada com rastelos empregados para transporte de minério, usando-se hoje equipamentos a diesel, mais produtivos. Este método é também denominado “breast stoping” ou “back stoping”. Variantes do método Overhand Cut-and-fill stoping Usado em condições de rocha piores que as do método anterior e pode ser utilizado as duas maneiras: ascendente e descendente. A estratégia do método é manter as aberturas relativamente reduzidas para diminuir o dano na quebra da rocha. Cada camada horizontal é removia e, após cada avanço, é feito o enchimento hidráulico até poucos metros do teto, o que promove excelente suporte da capa e lapa. Variantes do método Drift-and-fill stoping Na figura, o veio é da largura de 4 avanços, mas o enchimento é realizado depois que cada avanço é completado. Isso promove máximo suporte e minimiza a probabilidadede quebra de rocha. Variantes do método Drift-and-fill stoping Este método também é utilizado em rochas de pior qualidade e é caracterizado pela retirada de fatias horizontais do topo até a base da área de realce. Para estabilizar as encaixantes depois de cada camada (ou grupo de camadas) ser retirada, o realce é preenchido com enchimento hidráulico, juntamente com cimento, geralmente. Variantes do método Underhand Cut-and-fill stoping. O enchimento se torna o teto dos cortes subsequentes. O método tem sido executado com enchimento realizado logo após cada fatia horizontal ser lavrada e também após um número de cortes terem sido feitos abaixo do aterramento. Variantes do método Underhand Cut-and-fill stoping.
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