ESCAVAÇÃO E EXPLORAÇÃO DE MINAS A CÉU ABERTO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA 
 
FACULDADE DE ENGENHARIA 
 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESCAVAÇÃO E EXPLORAÇÃO DE MINAS A CÉU ABERTO 
 
 
 
 
 
 
LEONARDO ASSIS FERREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JUIZ DE FORA 
FACULDADE DE ENGENHARIA DA UFJF 
2013
 
i 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA 
 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESCAVAÇÃO E EPLORAÇÃO DE MINAS A CÉU ABERTO 
 
 
 
 
 
 
LEONARDO ASSIS FERREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JUIZ DE FORA 
2013 
 
ii 
 
LEONARDO ASSIS FERREIRA 
 
 
 
ESCAVAÇÃO E EXPLORAÇÃO DE MINAS A CÉU ABERTO 
 
 
 
 
Trabalho Final de Curso apresentado ao 
Colegiado do Curso de Engenharia Civil da 
Universidade Federal de Juiz de Fora, como 
requisito parcial à obtenção do título de 
Engenheiro Civil. 
 
 
Área de Conhecimento: Geologia Mineral, 
Técnicas de Exploração de Minério. 
 
 
 
 
Orientador: Guilherme Soldati Ferreira, M. Sc. 
 
 
 
 
 
 
 
Juiz de Fora 
Faculdade de Engenharia da UFJF 
2013 
 
iii 
 
ESCAVAÇÃO E EXPLORAÇÃO DE MINAS A CÉU ABERTO 
 
 
 
 
 
LEONARDO ASSIS FERREIRA 
 
 
 
Trabalho Final de Curso submetido à banca examinadora constituída de acordo com o Artigo 
9
o
 do Capítulo IV das Normas de Trabalho Final de Curso estabelecidas pelo Colegiado do 
Curso de Engenharia Civil, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de 
Engenheiro Civil. 
 
 
Aprovado em: ____/________/_____ 
 
 
Por: 
 
 
_____________________________________ 
Prof. Guilherme Soldati Ferreira, M. Sc. (Orientador) 
 
_____________________________________ 
Prof. Ana Maria Stephan, D. Sc. 
 
_____________________________________ 
Prof. Roberto Lopes Ferraz, D. Sc. 
 
 
 
 
iv 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Bem sei que tudo podes, e nenhum dos teus planos pode ser frustrado.” 
Jó 42.2 
 
v 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
Agradeço a Deus pela sua misericórdia que se renova todos os dias da minha vida; por ser Ele 
quem me dirige todos os passos, desde o meu levantar até o meu deitar. Agradeço a Ele pelos 
Teus olhos terem me visto uma substância ainda informe, e no Teu livro ter sido escrito todos 
os meus dias, cada um deles escrito e determinado, quando nenhum deles havia ainda. 
Agradeço aos meus pais, Geraldo e Luzia, pelo amor incondicional que a mim demonstraram, 
fazendo de tudo para que eu pudesse me tornar uma pessoa melhor. Amo vocês. 
Agradeço a minha irmã, Pollyana, por ser a minha companheira dessa longa jornada, e por 
mais que a vida tenha nos separado, fui feliz a cada minuto da sua presença. Conte sempre 
comigo. 
Agradeço aos amigos que conquistei durante todos estes anos, sendo eles grandes 
companheiros de batalha. Lembro-me bem de todas as noites mal dormidas que nos levaram a 
um imenso cansaço, mas juntamente com este cansaço, conquistamos a vitória. 
Agradeço a Bia por ser aquela que esteve ao meu lado durante toda a reta final, pessoa com 
quem quero viver todos os dias da minha vida. 
Agradeço por todos os meus familiares, que torceram por mim, mesmo não estando perto. 
Agradeço aos meus mestres que tiveram papel fundamental na minha formação de 
engenheiro, sou eternamente grato a tudo que aprendi com vocês. 
Agradeço especialmente ao meu mestre Guilherme Soldati por ser responsável pelo 
acompanhamento de todas as etapas desta monografia. Muito obrigado pelo seu apoio e 
incentivo. 
 
 
vi 
 
RESUMO 
A mineração é entendida como uma atividade industrial cujo principal objetivo é a 
extração de substâncias minerais localizadas em depósitos naturais e o transporte até o ponto 
de seu tratamento. Cada depósito possui uma característica singular, ou seja, cada jazida 
possui características próprias, que diferem de lugar para lugar ou até mesmo dentro de uma 
única jazida. A atividade mineradora pode ser classificada dentro de três grupos principais: A 
indústria mineral, setor de grande porte; A mineração de uso social, setor de médio porte, 
sendo destacadas as pedreiras, os portos de areia e argila; O garimpo, setor de pequeno porte, 
sendo classificado como atividade extrativa informal. Os empreendimentos de mineração em 
geral são de maturação mais lenta que aqueles de obras civis, podendo ocorrer vários anos 
entre a descoberta da ocorrência até o início da operação. A própria operação, geralmente, 
pode se desenvolver por vários anos. Porém, depois de iniciadas as atividades, estas se 
desenvolvem de maneira relativamente simples. A presente monografia tem como objetivo 
destacar e detalhar todos os processos que envolvem a exploração de uma mina a céu aberto, 
desde o projeto de exequibilidade até o processo de fechamento de uma mina. Destacando 
assim as principais fases de execução de uma mina, objetivando a retirada mais completa, 
mais econômica, mais segura e mais rápida da massa mineral. Os resultados que aqui foram 
obtidos demonstram o quanto à mineração influencia o meio onde se instala. Principalmente a 
mineração a céu aberto, que possui como característica peculiar o alto nível de degradação do 
meio ambiente. Para que este fato seja minimizado é necessário um estudo detalhado da 
recuperação ambiental do local, tornado este um setor sustentável. 
Palavras-chave: Mineração; Mina; Minério; Estéril; Lavra por Bancadas; Fases da 
Mineração. 
 
 
 
 
 
vii 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1: Caminhos traçados pelos bandeirantes a procura de indígenas e pedras preciosas. .. 3 
Figura 2: Trabalho de extração do ouro de aluvião realizado por escravos. ............................. 4 
Figura 3: A) Participação do Brasil na produção mineral mundial; B) Participação e posição 
no ranking mundial ..................................................................................................................... 6 
Figura 4: Participação da indústria extrativa mineral no valor adicionado bruto a preços 
básicos no Brasil. ........................................................................................................................ 6 
Figura 5: Comparação da economia mineral na atualidade e uma projeção para o ano de 
2050. ........................................................................................................................................... 8 
Figura 6: A importância das commodities minerais para a sociedade atual. ............................. 9 
Figura 7: Perspectiva da população mundial para o ano de 2030. .......................................... 10 
Figura 8: Formas dos Minerais: a) Cristal Cúbico; b) Cristais Octaedros; c) Cristais 
Hexaedros. ................................................................................................................................ 14 
Figura 9: Diferentes tipos de clivagem. .................................................................................. 16 
Figura 10: Mineral – Ouro. ..................................................................................................... 18 
Figura 11: Mineral – Prata. ..................................................................................................... 18 
Figura 12: Mineral – Cobre. .................................................................................................... 19 
Figura 13: Mineral – Grafita. .................................................................................................. 20Figura 14: Mineral – Diamante. .............................................................................................. 20 
Figura 15: Exemplo de rocha magmática ou ígnea: Granitos de variadas cores..................... 21 
Figura 16: Exemplo de rocha sedimentar: Arenito. ................................................................ 22 
Figura 17: Exemplo de rocha metamórfica: Quartizito. .......................................................... 23 
Figura 18: Esquema de um empreendimento mineral. ............................................................ 25 
Figura 19: Tempo de maturação de um depósito de ouro no período de 1969 a 1983. .......... 27 
Figura 20: Evolução dos investimentos no setor mineral brasileiro. ...................................... 28 
Figura 21: Equipamento de escavação de grande porte (“Escavadeira Shovel”). ................. 39 
Figura 22: Lavra por bancadas da Companhia Vale do Rio Doce, conhecida como mina de 
Brucutu. .................................................................................................................................... 42 
Figura 23: Lavra em tiras localizada em Casper, Estados Unidos. ......................................... 43 
Figura 24: Dragagem do canal do rio Paraguai. ...................................................................... 44 
Figura 25: Lavra em Encosta. ................................................................................................. 45 
Figura 26: Lavra em Cava. ...................................................................................................... 45 
 
viii 
 
Figura 27: Parâmetros que definem a geometria de uma mina a céu aberto. .......................... 46 
Figura 28: Diferenciação entre praça e bancada de mina. ....................................................... 49 
Figura 29: Padrões de inclinação para taludes. ....................................................................... 49 
Figura 30: Trator de esteira “bulldozer”. ................................................................................ 54 
Figura 31: Trator de rodas “bulldozer”. .................................................................................. 55 
Figura 32: Lâmina de um trator de esteiras “bulldozer”. ....................................................... 55 
Figura 33: Escarificador (“Ripper”). ...................................................................................... 56 
Figura 34: “Scrapers” sendo rebocados por tratores de esteiras e rodas................................ 57 
Figura 35: “Motoscrapers”. .................................................................................................... 57 
Figura 36: Caçamba de um “scraper” escavando e carregando o solo. ................................. 58 
Figura 37: Carregadeira sobre esteiras. ................................................................................... 59 
Figura 38: Carregadeira sobre rodas. ...................................................................................... 59 
Figura 39: Escavadeira Hidráulica. ......................................................................................... 60 
Figura 40: Escavadeira “Shovel”. ........................................................................................... 60 
Figura 41: “Dragline”. ........................................................................................................... 61 
Figura 42: Motoniveladora. ..................................................................................................... 62 
Figura 43: Caminhão basculante comum empregado na mineração com capacidade de carga 
de 35 toneladas. ........................................................................................................................ 62 
Figura 44: Caminhão articulado empregado na mineração com capacidade de carga de 43 
toneladas. .................................................................................................................................. 63 
Figura 45: Caminhão “off-road” empregado na mineração com capacidade de carga de 200 
toneladas. .................................................................................................................................. 63 
Figura 46: Rolo vibratório liso. ............................................................................................... 64 
Figura 47: Rolo vibratório “pé-de-carneiro”. .......................................................................... 64 
Figura 48: Perfuratriz giratória empregada na mineração a céu aberto no desmonte de rocha e 
minério. ..................................................................................................................................... 65 
Figura 49: Dinamite. ............................................................................................................... 67 
Figura 50: ANFO. ................................................................................................................... 67 
Figura 51: Emulsão. ................................................................................................................ 67 
Figura 52: Cordel detonante. ................................................................................................... 68 
Figura 53: Retardo de cordel. .................................................................................................. 69 
Figura 54: Espoleta de queima. ............................................................................................... 69 
Figura 55: Sistema de iniciação não elétrico. .......................................................................... 70 
 
ix 
 
Figura 56: Sistema de iniciação eletrônico. ............................................................................ 70 
Figura 57: Abertura de Trincheira. .......................................................................................... 75 
Figura 58: Execução de sondagem a trado. ............................................................................. 75 
Figura 59: Execução de sondagem rotativa............................................................................. 76 
Figura 60: Testemunhos de sondagem. ................................................................................... 76 
Figura 61: Cubagem de jazidas – Método dos polígonos (área de influência). ...................... 77 
Figura 62: Cubagem de jazidas – Método dos polígonos (triângulos). ................................... 78 
Figura 63: Emprego de correntes para remoção da vegetação. ............................................... 82 
Figura 64: Emprego de lâmina para remoção da vegetação.................................................... 82 
Figura 65: Emprego de destocador para remoção da vegetação. ............................................ 83 
Figura 66: Escavadeira hidráulica decapando uma mina. ....................................................... 83 
Figura 67: Mina de Carajás possuindo vias em forma de serpentina. ..................................... 85 
Figura 68: Mina de Mirny na Rússia, possuindo vias em forma helicoidal. ........................... 85 
Figura 69: Sistema de planos inclinados. ................................................................................ 86 
Figura 70: Sistema de suspensão por cabos. ........................................................................... 87 
Figura 71: Sistema de poço vertical. ....................................................................................... 87 
Figura 72: Sistema de ádito inferior. ....................................................................................... 88 
Figura 73: Sistema de funil. ....................................................................................................89 
Figura 74: Desmonte do minério por escavação direta de equipamentos. .............................. 91 
Figura 75: Desmonte do minério por uso de explosivos. ........................................................ 91 
Figura 76: Processo de carregamento do minério e ou estéril. ............................................... 92 
Figura 77: Transporte de material estéril para um aterro especializado. ................................ 93 
Figura 78: Transporte do minério para o seu ponto de beneficiamento. ................................. 94 
Figura 79: Execução de aterro controlado de material estéril. ................................................ 95 
Figura 80: Mapa de localização do empreendimento............................................................ 100 
Figura 81: Vista geral do local onde se pretende instalar a mina. ......................................... 101 
Figura 82: Pontos levantados do terreno natural. .................................................................. 102 
Figura 83: Curvas de nível geradas a partir dos pontos levantados. ..................................... 102 
Figura 84: Modelagem tridimensional do terreno natural. .................................................... 103 
Figura 85: Seção transversal da mina. ................................................................................... 106 
Figura 86: Projeto final da mina. ........................................................................................... 106 
Figura 87: Modelagem tridimensional da mina. ................................................................... 107 
Figura 88: Volume total de minério e estéril a ser extraído. ................................................. 108 
 
x 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1 – Classificação das Operações Minerais. .................................................................... 7 
Tabela 2 – A Escala de Dureza de Mohs. ................................................................................ 17 
Tabela 3 – Elementos de Risco no Momento de Decisão Sobre o Investimento. ................... 26 
Tabela 4 – Parâmetros Geotécnicos da Mina. ....................................................................... 105 
Tabela 5 – Tabela de Volumes de Materiais Extraídos no Empreendimento........................ 109 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xi 
 
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS 
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. 
AHIPAR Administração da Hidrovia do Paraguai. 
CPRM Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais. 
DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte. 
DNPM Departamento Nacional de Produção Mineral. 
IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais. 
IBRAM Instituto Brasileiro de Mineração. 
IGM Instituto Geológico e Mineiro. 
MGA Mineração e Geologia Aplicada. 
SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. 
USIMINAS Usinas Siderúrgicas de Minas Gerais. 
CMs Custo de lavra subterrânea de 1 tonelada de minério. 
CMca Custo de lavra a céu aberto de 1 tonelada de minério. 
R Relação estéril/minério. 
Ce Custo de lavra do estéril. 
ℎ𝐵 Altura da bancada. 
𝑏 Largura da bancada. 
𝛼𝐵 Ângulo da face da bancada (Ângulo do Talude). 
𝛼𝑅 Ângulo de inter-rampa. 
𝛼0 Ângulo global da cava/encosta. 
ℎ𝑅 Altura máxima da inter-rampa. 
𝑟 Largura da rampa. 
ℎ0 Altura máxima global da cava/encosta. 
Lv Largura da via. 
Lc Largura do maior veículo de transporte utilizado. 
n Número de vias de uma mina. 
T Teor do minério. 
MM Mineral minério. 
M Minério. 
Td Teor diluído. 
EC Espessura da camada. 
 
xii 
 
T Teor do minério. 
TC Teor de corte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xiii 
 
SUMÁRIO 
RESUMO ............................................................................................................................. vi 
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... vii 
LISTA DE TABELAS ..................................................................................................... x 
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ................................... xi 
SUMÁRIO ........................................................................................................................ xiii 
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 1 
1.1 Histórico da Mineração Brasileira ........................................................... 2 
1.2 A Economia Mineral Brasileira Atual .................................................... 5 
2 JUSTIFICATIVA ........................................................................................................... 9 
3 OBJETIVOS .................................................................................................................. 11 
3.1 Objetivo Geral ............................................................................................... 11 
3.2 Objetivo Específico ...................................................................................... 11 
4 REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................... 13 
4.1 Os Minerais Explorados na Mineração ................................................ 13 
4.2 Características e Especificidades da Mineração ............................... 23 
4.3 Seleção do Método de Lavra ..................................................................... 29 
4.3.1 Lavra a Céu Aberto ou Subterrânea ...................................... 35 
4.4 Mineração a Céu Aberto ............................................................................ 38 
4.4.1 Lavra por Bancadas ..................................................................... 44 
 
xiv 
 
4.5 Equipamentos e Insumos Empregados na Mineração a Céu 
Aberto ....................................................................................................................... 52 
4.5.1 Equipamentos .................................................................................. 52 
4.5.1.1 Unidades Escavo - Empurradoras ............................ 54 
4.5.1.2 Unidades Escavo - Transportadoras ........................ 56 
4.5.1.3 Unidades Escavo - Carregadoras .............................. 58 
4.5.1.3.1 Carregadeiras .................................................... 58 
4.5.1.3.2 Escavadeiras ...................................................... 59 
4.5.1.4 Unidades Aplainadoras ................................................. 61 
4.5.1.5 Unidades de Transporte................................................ 62 
4.5.1.6 Unidades Compactadoras ............................................ 63 
4.5.1.7 Unidades de Perfuração ................................................ 65 
4.5.2 Insumos .............................................................................................. 65 
4.5.2.1 Explosivos .......................................................................... 66 
4.5.2.2 Acessórios de Detonação ............................................... 68 
4.6 Fases da Mineração a Céu Aberto ........................................................... 71 
4.6.1 Pesquisa Mineral ............................................................................ 71 
4.6.1.1 Exploração Geológica .................................................... 72 
4.6.1.2 Prospecção em Superfície ............................................. 73 
4.6.1.3 Avaliação dos Depósitos ................................................77 
 
xv 
 
4.6.2 Desenvolvimento ............................................................................. 80 
4.6.2.1 Desmatamento .................................................................. 81 
4.6.2.2 Decapeamento .................................................................. 83 
4.6.2.3 Abertura de Vias de Acesso ......................................... 84 
4.6.3 Operações de Lavra ....................................................................... 89 
4.6.3.1 Escavação ou Desmonte ................................................ 90 
4.6.3.2 Carregamento ................................................................... 92 
4.6.3.3 Transporte ......................................................................... 92 
4.6.3.4 Descarga ............................................................................. 94 
4.6.4 Recuperação da Mina ................................................................... 96 
5 PROJETO BÁSICO DE UM EMPREENDIMENTO MINERAL ............. 99 
5.1 Localização e Situação do Empreendimento ..................................... 100 
5.2 Topografia e Modelagem do Terreno Natural .................................. 101 
5.3 Definição dos Parâmetros Geotécnicos da Mina .............................. 103 
5.4 Topografia e Modelagem da Mina ........................................................ 106 
5.5 Prévia do Volume de Minério e Estéril Extraído ............................. 107 
6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES .......................................................... 110 
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 112
 
1 
 
1 INTRODUÇÃO 
 O processo de formação de uma civilização, sendo ele material, técnico ou até mesmo 
cultural, sempre esteve estritamente ligado à exploração dos recursos minerais presentes no 
solo, atividade exercida pelo homem desde a pré-história. 
 Face a expansão da população mundial e a sua continuada concentração em áreas 
urbanas, é nítido a intensificação do uso e exploração do solo. Analisando os diferentes ciclos 
de extração mineral, relacionados a diferentes épocas, espaços geográficos e contextos 
políticos, verifica-se, em sua totalidade, que a mineração se constitui na base dos processos de 
desenvolvimento. Tal desenvolvimento contribui de forma decisiva para o bem estar e a 
melhoria da qualidade de vida das presentes e futuras gerações, tendo em vista que os 
minerais são essenciais para a vida moderna. 
 Segundo o DNPM – Departamento Nacional de Produção Mineral (2012) a mineração 
pode ser compreendida como uma atividade de natureza fundamentalmente econômica que 
também é referida, em um sentido lato, como indústria extrativa mineral ou indústria de 
produtos minerais. O objetivo desta atividade é descobrir os recursos existentes, transportar o 
material extraído da jazida por meio de operações de lavra, quer seja a céu aberto ou 
subterrânea, até diferentes pontos de descarga, deixando o material extraído em condições 
próprias para ser utilizado pelas indústrias de beneficiamento do mesmo. 
 A atividade mineradora possui algumas peculiaridades que a diferencia das demais 
atividades industriais, e sendo esta, o ponto de partida para as cadeias industriais de vários 
segmentos, consequentemente, exige uma abordagem diferenciada. A mineração é uma 
atividade extrativa que trabalha com recursos naturais não renováveis, o que implica em 
buscá-los onde eles se encontrarem (GIRODO, 2005). Decorrente desta afirmativa, a 
atividade mineradora inevitavelmente é transitória, cuja duração depende do volume do 
depósito, da taxa de extração e do planejamento da lavra. Esgotadas as reservas do material, 
ou se muda de local de trabalho ou se encerram as atividades. Cada depósito é singular, o que 
implica em dizer que cada jazida possui as suas características próprias, diferentes de lugar 
para lugar. Muitas vezes, algumas características como o teor mineral, distribuição 
granulométrica e quantidade de estéril variam de local para local dentro de uma mesma jazida. 
Diante desta afirmação, conclui-se que, cada mina exige um projeto próprio, onde nenhuma 
 
2 
 
instalação pode ser transferida de um lugar para outro, por mais bem sucedida que tenha sido. 
A tecnologia mineral deve ser desenvolvida em cada local de forma diferente, levando sempre 
em consideração as características predominantes do mesmo. Ao fim da vida de um 
empreendimento, todas as providências devem ser tomadas visando à reparação do dano 
ambiental incorrido, caso esse processo não tenha sido realizado durante a sua vida útil. 
 É importante que seja ressaltado que a capacidade desta atividade em fornecer material 
para a sociedade não é infinita, visto que, se trata de uma atividade que faz uso de materiais 
não renováveis. Por conseguinte, é de fundamental importância que todos os processos que 
englobam um empreendimento mineral sejam previamente analisados, objetivando assim a 
retirada mais completa, mais segura e mais eficaz da massa mineral. 
1.1 Histórico da Mineração Brasileira 
 A história do Brasil possui uma íntima relação com a busca e o aproveitamento dos 
seus recursos minerais, que sempre contribuíram para a construção do país. Geradora de 
novas necessidades, a mineração se tornou um centro dinâmico, responsável pela 
diversificação da economia e expansão territorial. 
 Durante os dois primeiros séculos da colonização (XVI e XVII), foi constante a 
procura pelo ouro, prata e pedras preciosas, porém os resultados em geral foram 
inexpressivos. Alguns depósitos de ouro de lavagem foram encontrados e explorados na 
capitania de São Vicente, São Paulo, mas em razão de sua baixa rentabilidade, foram 
rapidamente abandonados (PINTO, 2000). 
 Segundo Cotrim (2002) até o século XVII, a economia açucareira era a atividade 
predominante da colônia e o interesse metropolitano estava voltado inteiramente para o seu 
desenvolvimento. Porém, a partir do ano de 1640, o açúcar brasileiro sofreu forte 
concorrência antilhana, uma vez que, os espanhóis que haviam sido expulsos passaram a 
produzir tal produto. Diante desta situação, a Coroa portuguesa revigorou o antigo sonho de 
encontrar ouro no Brasil. Somente no final do século XVII, por volta de 1693 a 1695, os 
bandeirantes encontram as primeiras jazidas de ouro em Minas Gerais. Mais tarde, já nos anos 
de 1729, foram encontradas jazidas de diamantes no Serro Frio, atual cidade de Diamantina, 
Minas Gerais. 
 
3 
 
As bandeiras eram expedições que reuniam uma quantidade considerável de homens 
que se lançavam pelo sertão, passando meses e às vezes anos, em busca de índios e metais 
preciosos. Sucessivos movimentos de penetração do território proporcionaram um melhor 
conhecimento e “alargamento” do país. A figura 1 ilustra bem este fato, exemplificando os 
caminhos abertos pelos bandeirantes. 
 
Figura 1: Caminhos traçados pelos bandeirantes a procura de indígenas e pedras preciosas. 
Fonte: (CAMARGO, 2007). 
 A mineração brasileira se destacou pela exploração do ouro e diamante de aluvião 
(depósito de areia, argila e cascalho, nas margens dos rios ou em seu leito, acumulado pela 
erosão), possuindo como principal característica o baixo nível técnico empregado e o rápido 
esgotamento da jazida. Segundo Pinto (2000) existiam basicamente duas formas de extração 
da massa mineral: a lavra e a faiscação. A lavra era uma empresa que, dispondo de 
ferramentas adequadas, ainda que rudimentares, executava a extração do minério em grandes 
jazidas, utilizando uma vasta mão de obra escrava. A faiscação era representada pela pequena 
extração da massa mineral, exercida pelos garimpeiros, que ao final da vidade uma jazida, se 
migravam para esta em busca do que havia restado. 
 
 
4 
 
Segundo Dean (2004) a extração de ouro era feita por lavagem na bateia. As turmas de 
escravos trabalhavam com água pelos joelhos nos leitos e nos riachos, recolhendo o cascalho 
e a água em bacias chatas e cônicas de madeira, que eram agitadas e novamente cheias até 
restar apenas os flocos de ouro mais pesados. Nos anos de 1730, a trabalhosa e insalubre 
atividade de batear não era mais lucrativa em diversas minas. Os arrendatários passaram a 
dragar os riachos maiores com caçambas primitivas e desviavam os riachos menores para 
pesquisar meticulosamente seus leitos. Feito isso, empreendia-se a lavagem dos aluviões. A 
figura 2 mostra com clareza como era feita a exploração do ouro de aluvião. 
 
Figura 2: Trabalho de extração do ouro de aluvião realizado por escravos. 
Fonte: (COTRIM, 2002). 
 Ao final do século XVIII, com a intensa exploração aurífera, até mesmo as maiores 
jazidas foram se esgotando, revelando assim a fragilidade da mineração. O processo de 
declínio esteve associado a dois principais fatores: dificuldades técnicas e os aspectos fiscais. 
Os mineradores da época não dispunham de conhecimentos técnicos especializados, enquanto 
o ouro se encontrava no leito dos rios era fácil a sua extração, porém à medida que ia se 
aprofundando nas rochas a sua extração se tornava mais difícil e complexa, inviabilizando o 
empreendimento. A Coroa Portuguesa por sua vez, adotou uma pesada carga tributária sobre 
os mineradores, visto que, o seu único interesse era o recebimento dos impostos, contribuindo 
de forma decisiva para a decadência da mineração. 
 
5 
 
 Segundo Ramos (2000) o direito minerário brasileiro evoluiu de forma diferenciada ao 
passar dos anos. Assim, durante a época colonial o regime predominante era o regaliano, em 
que as jazidas pertenciam ao Rei de Portugal, isto é, à Coroa. Durante o Império (D.Pedro I e 
D.Pedro II), adotou-se o regime dominial, em que as jazidas e minas pertenciam à Nação. A 
constituição de 1891 (24 de fevereiro) elabora ao início da primeira faze republicana o regime 
de acessão, em que as jazidas e minas pertenciam ao proprietário do solo. Finalmente, com o 
advento do chamado “Código de Minas”, de 1934, foi instituído o regime res nullius, em que 
as jazidas e minas a ninguém pertencem. Detêm-nas quem as explora legalmente, de forma 
que este regime está vigente até hoje. 
Segundo Ramos (2000) hoje, com o serviço geológico atuante e experimentado 
(CPRM – Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais), capaz de fornecer aos mineradores 
as informações geológicas básicas, indispensáveis aos investimentos na pesquisa mineral, e 
com um órgão fomentador e normativo (DNPM), capaz de zelar pelo bom desempenho, 
técnico e econômico das atividades minerais, não há duvida de que, o Brasil terá, nas 
próximas décadas, no exercício de uma globalização planetária, uma crescente atividade 
produtiva mineral, gerando riquezas e bem estar social. 
1.2 A Economia Mineral Brasileira Atual 
 O Brasil possui, em seus mais de 8,5 milhões de Km², uma grande diversidade de 
terrenos e formações geológicas, fato este que lhe confere um grande potencial mineral. Os 
recursos minerais brasileiros abrangem uma produção de 72 substâncias, das quais 23 são 
metálicas, 45 não metálicas e 4 energéticas. Segundo o DNPM (2012) dentre as principais 
substâncias exploradas no país, as que mais se destacaram nos últimos anos em relação à 
produção mundial foram: Nióbio (97,6%), Grafita (43,3%), Tântalo (39,8%), Ferro (17,4%), 
Estanho (14,3%) e Níquel (10,5%). 
 Entre os países emergentes e em desenvolvimento, a China tem mostrado o maior 
crescimento no mercado de commodities minerais, sendo responsável por cerca de 40% da 
demanda mundial. Porém em termos de dimensão do setor, o Brasil também ocupa uma 
posição de destaque, sendo um importante produtor de recursos minerais, tanto para o uso 
interno como para exportação (DNPM, 2012). Os dados aqui relatados podem ser vistos de 
uma forma mais clara na figura 3. 
 
6 
 
 
Figura 3: A) Participação do Brasil na produção mineral mundial; B) Participação e posição no ranking mundial 
das principais reservas minerais do Brasil. 
Fonte: (DNPM, 2012). 
 
O setor mineral brasileiro vem gradativamente revigorando a sua competitividade na 
atração de investimentos, o que é demonstrado pelo crescimento no ritmo da atividade 
econômica. Durante o ano de 2011, a soma do produto da extração mineral atingiu a marca de 
R$ 144,8 bilhões (US$ 86,5 bilhões), correspondendo a 4,1% do PIB (DNPM, 2012). 
A figura 4 apresenta dados de como a indústria extrativa vem se comportando ao 
longo dos anos na economia brasileira. 
 
Figura 4: Participação da indústria extrativa mineral no valor adicionado bruto a preços básicos no Brasil. 
Fonte: (Sumário Mineral - DNPM, 2012). 
 
 
7 
 
Observando a imagem anterior, é possível notar que nos últimos anos a economia 
mineral brasileira sofreu um grande avanço se comparada com os anos anteriores. De acordo 
com Silva (2008) este comportamento foi impulsionado por alguns fatores preponderantes 
para os estímulos nos investimentos. 
 Considerável potencial geológico; 
 
 Acesso fácil a mercados de exportação; 
 
 Infraestrutura de transporte e energia; 
 
 Mão de obra em qualidade e quantidade; 
 
 Capacitação tecnológica; 
 
 Economia estável. 
Segundo Germani (2002) o perfil do setor mineral brasileiro é composto por 95% de 
pequenas e médias minerações. Estima-se que existam em torno de 17000 pequenas empresas, 
com produção de US$ 2,0 bilhões, sendo que a maior parte atua em regiões metropolitanas na 
extração de material para a construção civil. Há que se ressaltar que o cálculo exato do 
número de empreendimentos de pequeno porte é uma empreitada complexa, fato que decorre 
de um grande número de empresas que produzem na informalidade. As minas brasileiras 
estão distribuídas regionalmente com 4% no norte, 8% no centro-oeste, 13% no nordeste, 
21% no sul e 54% no sudeste. A divisão quanto ao porte não é bem definida, principalmente 
quando se considera a natureza, o valor e o tipo de depósito. Para efeito de classificação, 
adota-se um método empírico, como indicado na tabela 1, sendo considerada a capacidade 
diária de produção de cada mina. 
Tabela 1 – Classificação das Operações Minerais. 
Porte da Mina Produção Diária (t/dia) 
Grande Porte (GP) > 30.000 
Médio Porte (MD) De 3.000 a 30.000 
Pequeno Porte (PP) < 3.000 
Fonte: (GERMANI, 2002). 
 
8 
 
Segundo Calaes (2009) O Plano Nacional de Mineração 2030 explicita a intenção 
estatal de expandir a exploração de minerais variados em até cinco vezes, considerando um 
cenário otimista da economia mundial. Tais projeções efetuadas para o futuro revelam elevada 
perspectiva de crescimento da indústria mineral brasileira, segundo uma rota de crescente 
integração competitiva à economia mundial. 
A figura 5 mostra a projeção da economia mineral brasileira na atualidade e os 
próximos anos. 
 
Figura 5: Comparação da economia mineral na atualidade e uma projeção para o ano de 2050. 
Fonte: (IBRAM, 2009). 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
2 JUSTIFICATIVA 
Considerando os dados expostos anteriormente, fica evidente que a mineração tem 
sido uma das atividades que mais tem contribuído para a superação econômica, sendo 
responsável pelo maior investimento no setor privado do país. Devido ao seu potencial 
geológico, o Brasil se destaca por ser um dos principais países fornecedores de commodities 
para a indústria, exercendo um papel fundamental para a sua inserção naeconomia mundial. 
 A importância da mineração pode ser bem observada quando se tem o exemplo 
cotidiano de uma casa, de modo que, todos os materiais necessários para sua construção são 
provenientes da atividade mineradora. 
A figura 6 mostra com propriedade a importância da mineração para o 
desenvolvimento da sociedade urbana. 
 
Elemento Construtivo Substância Mineral Elemento Construtivo Substância Mineral 
Tijolo Argila Pias 
Mármore, Granito, Ferro, 
Níquel, Cobalto 
Bloco Areia, Brita, Calcário Encanamento Metálico Ferro, Cobre 
Fiação Elétrica Cobre, Petróleo Encanamento PVC Petróleo, Calcita 
Fundações de Concreto Areia, Brita, Calcário, Ferro Forro de Gesso Gipsita 
Ferragens 
Ferro, Alumínio, Cobre, Zinco, 
Níquel 
Esquadrias 
Alumínio, Ligas de Ferro, 
Manganês 
Vidro Areia, Calcário, Feldspato Piso Ardósia, Granito, Mármore 
Louça Sanitária 
Caulim, Calcário, Feldspato, 
Talco 
Calha 
Ligas de Zinco - Níquel - Cobre, 
Amianto 
Azulejo 
Caulim, Calcário, Feldspato, 
Talco 
Telha Argila 
Piso Cerâmico 
Caulim, Calcário, Feldspato, 
Talco, Argila 
Pregos e Parafusos Ferro, Níquel 
Isolante - Lã de Vidro Quartzo, Feldspato Isolante - Agregado Mica 
Figura 6: A importância das commodities minerais para a sociedade atual. 
Fonte: (MINEROPAR, 2013). 
 
10 
 
 Atrelado a este fato, há de se destacar o crescimento da população mundial nos 
próximos anos e a sua concentração em áreas urbanas. Segundo o IBRAM – Instituto 
Brasileiro de Mineração (2009) a tendência é que as pessoas migrem do campo para as 
cidades (Figura 7), afetando positivamente o setor mineral, uma vez que, a mineração é a base 
de todo este processo de urbanização. 
 
Figura 7: Perspectiva da população mundial para o ano de 2030. 
Fonte: (IBRAM, 2009). 
Tendo em vista à importância da atividade mineradora, que dentre as atividades 
industriais é considerada um dos grandes pilares do desenvolvimento, motivou o interesse de 
realizar a presente monografia. Quando se estuda o setor mineral não se pode esquecer que 
este possui algumas características especiais que o diferencia dos demais setores econômicos. 
Como já foi dito anteriormente, os bens minerais não são infinitos, nem tão pouco renováveis, 
o que implica em dizer que todo o procedimento ligado a esta atividade deve ser 
minuciosamente analisado, sempre com o intuito de obter sucesso no empreendimento. 
Somam-se ainda às justificativas do presente trabalho à importância de se destacar as fases da 
mineração, envolvendo procedimentos que vão desde a procura e descoberta de ocorrências 
minerais com possível interesse econômico, até a desativação e recuperação de uma mina. 
 
11 
 
3 OBJETIVOS 
3.1 Objetivo Geral 
A presente monografia tem como objetivo geral estudar as características de um 
empreendimento mineral, enfatizando o método de lavra a céu aberto, em especial a lavra por 
bancadas, bem como destacar a sequência das fases da mineração a céu aberto. 
i) Pesquisa Mineral; 
 
ii) Desenvolvimento; 
 
iii) Operações de Lavra; 
 
iv) Recuperação da Mina. 
Para tal, foi realizada uma pesquisa bibliográfica acerca do tema proposto baseando-se 
em trabalhos anteriores como: teses de mestrado e doutorado, revistas, artigos publicados, 
periódicos e livros texto. As bibliografias consultadas versaram sobre os seguintes assuntos: 
História sobre a Mineração, A Importância da Mineração na Economia, Métodos de Lavras, 
Concessões de Lavra, Técnicas Empregadas na Mineração à Céu Aberto, Elementos de um 
Projeto de Mineração, entre outros, que se fizeram importantes para a realização da presente 
monografia. 
3.2 Objetivo Específico 
 Além disso, a presente monografia contará com o objetivo específico a elaboração de 
um projeto básico de um empreendimento mineral a céu aberto por bancadas, sendo este 
subdividido em cinco etapas. 
i) Localização e Situação do Empreendimento; 
 
ii) Topografia e Modelagem do Terreno Natural; 
 
 
12 
 
iii) Definição dos Parâmetros Geotécnicos da Mina; 
 
iv) Topografia e Modelagem da Mina; 
 
v) Prévia do Volume de Minério e Estéril Extraído. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
4 REVISÃO DA LITERATURA 
4.1 Os Minerais Explorados na Mineração 
Os minerais sempre foram utilizados pelo homem com o objetivo de satisfazer as suas 
necessidades em termos de qualidade de vida. Mas, nos últimos trinta anos, a intensidade da 
procura pelos minerais tem vindo a registrar um incremento assinalável (VELHO, 2005). O 
desenvolvimento tecnológico das sociedades industrializadas é considerável, o surgimento de 
novos materiais, de novas soluções, de novas técnicas e de novas propostas tem sido cada vez 
mais constante. Os minerais constituem um parceiro ativo e decisivo neste processo evolutivo, 
sem eles não seria possível o surgimento de tão grande variedade de materiais (VELHO, 
2005). De acordo com Wicander e Monroe (2009) o critério – que ocorre naturalmente – 
exclui dos minerais todas as substâncias manufaturadas pelo homem. Por consequência, o fato 
dos minerais serem formados a partir de processos naturais, implica dizer que, não se pode 
afirmar quais são as características de um mineral sem antes analisá-lo. 
 Segundo Wicander e Monroe (2009) a partir dos 92 elementos químicos naturais, um 
número muito grande de minerais podem ser formados, uma vez que, já foram identificados 
mais de 3.500 em todo o mundo, mas somente poucos – talvez duas dúzias – são 
particularmente comuns. De acordo com Velho (2005) o número de minerais disponíveis é 
bastante variável, dependendo assim do objetivo último do estudo. O número final nunca é 
conhecido, uma vez que, novos minerais vão sendo incluídos na lista com grande frequência. 
Trata-se, portanto, de uma área do saber com elevado dinamismo, onde a fronteira entre a 
mineralogia e a tecnologia empregada na mesma é muito tênue. 
O mineral pode ser definido como sendo um sólido cristalino inorgânico que ocorre na 
natureza, com uma composição química bem definida e com propriedades físicas 
características (WICANDER e MONROE, 2009). De acordo com Schumann (2008) um 
cristal é um corpo materialmente uniforme com uma estrutura regular das suas partículas 
mínimas (átomos, íons ou moléculas). Os minerais cristalinos ocorrem em uma variedade de 
formatos, três dos quais são apresentados na figura 8. 
 
14 
 
 
Figura 8: Formas dos Minerais: a) Cristal Cúbico; b) Cristais Octaedros; c) Cristais Hexaedros. 
Fonte: (WICANDER e MONROE, 2009). 
Não é, por conseguinte, determinante a forma exterior, mas a formação interior. Os 
minerais sem estrutura regular são chamados amorfos, isto é, não cristalinos (SCHUMANN, 
2008). Em outras palavras, o formato geométrico regular de um cristal mineral bem formado é 
a manifestação exterior de um arranjo atômico interno ordenado, porém nem todas as 
substâncias rígidas são sólidos cristalinos (WICANDER e MONROE, 2009). 
As propriedades físicas características dos minerais são determinadas pela sua 
estrutura interna e composição química. Muitas propriedades são notavelmente constantes 
para uma dada espécie mineral, porém algumas podem variar (WICANDER e MONROE, 
2009). De acordo com Schumann (2008) as fórmulas químicas dos minerais são bastante 
idealizadas, porque não tomam em consideração as impurezas existentes. 
Embora possam ser utilizadas sofisticadas técnicas no estudo e na identificação de 
minerais, a seguir, serão levadas em consideração apenas as características externas dos 
mesmos, possíveis de reconhecer sem qualquer dificuldade. 
 Cor 
Na maioria dos minerais, a cor não éuma característica que sirva para reconhecê-los, 
pois eles podem aparecer com várias cores ou tonalidades. As substâncias que dão a cor são 
em muitos casos misturas metálicas (cromo, ferro, cobalto, cobre, manganês, níquel). A 
irradiação atmosférica e as impurezas mecânicas podem, por sua vez, influenciar a cor 
(SCHUMANN, 2008). 
 
15 
 
 Brilho 
O brilho é a aparência de um mineral na luz refletida. Os dois tipos básicos de brilho 
são metálico e não metálico (WICANDER e MONROE, 2009). Os materiais sem brilho são 
determinados materiais foscos. O brilho é prejudicado por sedimentos ou fenômenos de 
erosão superficiais, porém a cor não sofre influência. Nas pedras preciosas o brilho é um sinal 
importante da sua qualidade, brilho este que pode ser intensificado se a superfície do mineral 
for polida. Em termos gerais, os efeitos de luz que os reflexos causam em faces polidas 
também são considerados brilho (SCHUMANN, 2008). 
 Fratura 
A fratura pode ser definida como a desagregação de um mineral segundo superfícies 
irregulares mediante uma pancada. Distingue-se entre fratura concóide, estilhaçada, fibrosa, 
serrilhada, irregular e terrosa (SCHUMANN, 2008). Qualquer mineral irá fraturar, se uma 
força suficiente a ele for aplicada, porém a superfície da fratura não será regular como na 
clivagem (WICANDER e MONROE, 2009). 
 Densidade 
A densidade de um mineral é a razão do seu peso por um peso de água de igual 
volume. Como todos os coeficientes, o peso específico não é expresso em unidades, sendo 
este um número adimensional (WICANDER e MONROE, 2009). A variação da densidade 
nos minerais depende de sua composição e estrutura. Um mineral com densidade inferior a 2 
é considerado leve, o de 2 a 4 é considerado normal, e o superior a 4 é considerado pesado 
(SCHUMANN, 2008). 
 Clivagem 
A clivagem de um mineral pode ser compreendida como a tendência do mesmo a se 
quebrar ou se dividir, ao longo de um plano liso, ou planos de fragilidade, determinado pelas 
ligações dentro dos cristais individuais (WICANDER e MONROE, 2009). 
 
16 
 
De acordo com Schumann (2008) conforme a facilidade com que o mineral se deixa 
fragmentar assim se diz que a clivagem é muito perfeita ou imperfeita. Existem vários tipos 
de clivagem mineral, sendo que algumas são exemplificadas na figura 9. 
 
Figura 9: Diferentes tipos de clivagem. 
Fonte: (WICANDER e MONROE, 2009). 
 Dureza 
No princípio do século passado o mineralogista vienense Friedceich Mohs organizou 
uma escala de dureza (A Escala de Dureza de Mohs), que ainda hoje é considerada válida. 
Determina-se a dureza de um mineral riscando-o com minerais comparativos ou com objetos 
de dureza conhecida. Os minerais de dureza 1 e 2 são considerados macios, de 3 a 6 de dureza 
média e os de dureza superior a 6 são considerados duros. Os minerais de dureza entre 8 e 10 
são as pedras preciosas, pois muitas destas possuem a dureza referida (SCHUMANN, 2008). 
 
17 
 
Cada um dos minerais representados na tabela 2 risca o anterior, de dureza inferior, e é 
riscado pelos seguintes, mais duros. Os minerais de dureza igual não riscam uns aos outros 
(SCHUMANN, 2008). 
Tabela 2 – A Escala de Dureza de Mohs. 
Escala de Dureza Mineral Comparativo Processo para determinação da dureza 
1 Talco Pode-se riscar facilmente com a unha 
2 Gesso Pode-se riscar com a unha 
3 Calcita Pode-se riscar com uma moeda de cobre 
4 Fluorita Pode-se riscar facilmente com a faca 
5 Apatita Ainda pode-se riscar com a faca 
6 Ortoclásio Pode-se riscar com uma lima de aço 
7 Quartzo Risca o vidro 
8 Topázio Risca levemente o quartzo 
9 Corindo Risca levemente o topázio 
10 Diamante Não se consegue riscar 
Fonte: (SCHUMANN, 2008). 
Pela amplitude de alternativas, devido ao fato de ser enorme o número de minerais 
existentes, torna-se impraticável mencionar todos eles. Desta forma, será abordado e 
caracterizado, a seguir, apenas um seleto grupo de minerais que podem ser explorados tanto 
em minas a céu aberto quanto em minas subterrâneas. 
 Ouro (Au) 
Cor amarelo-dourada até amarelo-latão (Figura 10). Traço amarelo-dourado, com 
brilho metálico. Dureza 2,5 a 3 na escala de Mohs. Densidade 15,5 a 19,3. Brilho metálico; 
opaco, translúcido em lâminas finas, de cor esverdeada. Não possui clivagem. Fratura 
serrilhada. Dúctil, muito maleável, pode ser reduzido a lâminas finíssimas. Os cristais 
raramente têm formas perfeitas, predominam os cubos e os octaedros (SCHUMANN, 2008). 
 
18 
 
 
Figura 10: Mineral – Ouro. 
Fonte: (SCHUMANN, 2008). 
 Prata (Ag) 
Cor branco-prateada com a tendência para ficar cinzenta, acastanhada ou negra (Figura 
11). Traço branco-prateado, com brilho metálico. Dureza 2,5 a 3. Densidade 9,6 a 12,0. Brilho 
metálico; opaco, translúcido azulado em lâminas finas. Não possui clivagem. Fratura 
serrilhada. Dúctil, maleável, pode ser reduzido em lâminas finas. Os cristais são cubos e 
octaedros (SCHUMANN, 2008). 
 
Figura 11: Mineral – Prata. 
Fonte: (SCHUMANN, 2008). 
 
19 
 
 Cobre (Cu) 
Cor vermelha em superfície recente, depois acastanhada, por vezes com bordos 
esverdeados (Figura 12). Traço vermelho do cobre, com brilho metálico. Dureza 2,5 a 3. 
Densidade 8,3 a 8,9. Brilho metálico; opaco, translúcido em lâminas finas. Não possui 
clivagem. Fratura serrilhada. Maleável, muito flexível. Os cristais raras vezes têm formas 
perfeitas, são cubos ou octaedros (SCHUMANN, 2008). 
 
Figura 12: Mineral – Cobre. 
Fonte: (SCHUMANN, 2008). 
 Grafita (C) 
Cor cinzento-clara a escura ou preta (Figura 13). Traço cinzento a negro com brilho 
metálico. Dureza 1. Densidade 2,1 a 2,3. Brilho metálico a terroso; opaco, translúcido em 
lâminas finas. Clivagem muito perfeita. Fratura irregular. Sensação de gordura, pois suja os 
dedos. Isolado do ar é refratário. Os cristais são laminados e flexíveis (SCHUMANN, 2008). 
 
20 
 
 
Figura 13: Mineral – Grafita. 
Fonte: (SCHUMANN, 2008). 
 Diamante (C) 
Cor amarela, castanha ou incolor; por vezes também verde, azul, avermelhada ou 
negra (Figura 14). Traço branco. Dureza 10. Densidade 3,47 a 3,55. Brilho adamantino; 
transparente e opaco, refração elevada, forte dispersão da luz. Clivagem perfeita. Fratura 
concóide estilhaçada. Os cristais são predominantemente octaedros, a par de cubos e 
dodecaedros. Os agregados são compactos, de forma arredondada (chamados carbonado) 
(SCHUMANN, 2008). 
 
Figura 14: Mineral – Diamante. 
Fonte: (SCHUMANN, 2008). 
 
21 
 
Segundo Geraldi (2011) no globo terrestre ocorre uma grande diversidade de minerais 
que, agregados, formam os diversos tipos de rocha. Portanto, pode-se definir rocha como 
sendo um componente sólido da crosta terrestre composta por um conglomerado de minerais 
(SCHUMANN, 2008). De acordo com Geraldi (2011) as rochas que constituem o globo 
terrestre são classificadas e agrupadas de acordo com a sua gênese, sua litologia, e por suas 
características estruturais, sendo subdivididas em três grupos: Magmática ou Ígnea, 
Sedimentar e Metamórfica. A seguir, serão apresentadas as principais rochas supracitadas, 
que são exploradas em minas a céu aberto e empregadas em sua grande maioria no setor da 
construção civil. 
 Rochas Magmáticas ou Ígneas 
Segundo Geraldi (2011) as rochas magmáticas ou ígneas são geradas a partir do 
resfriamento do próprio magma original, formador do globo terrestre. Ocorrem geralmente na 
forma de grandes massas originadas em profundidade, denominadas batólitos, ou na forma de 
derrames superficiais e diques intrusivos, provenientes de efeitos de vulcanismos (rochas 
vulcânicas). Em geral, as formações magmáticas tipo batólitossituam-se entre as mais antigas 
do globo terrestre, sendo que os derrames vulcânicos são mais recentes. De forma geral, as 
rochas magmáticas ou ígneas são duras, cristalinas, com composição mineral bem definida, 
conforme pode ser visto na figura 15. 
 
Figura 15: Exemplo de rocha magmática ou ígnea: Granitos de variadas cores. 
Fonte: (SCHUMANN, 2008). 
 
22 
 
 Rochas Sedimentares 
Segundo Geraldi (2011) as rochas sedimentares (Figura 16) são formações originadas 
pela ação dos processos de intemperismo e desagregação, provocados por agentes da natureza 
– como a chuva, a neve e o vento – em maciços rochosos preexistentes, e a posterior 
deposição (sedimentação) dos componentes minerais liberados, provenientes destes maciços. 
 
Figura 16: Exemplo de rocha sedimentar: Arenito. 
Fonte: (SCHUMANN, 2008). 
 Rochas Metamórficas 
Segundo Geraldi (2011) as rochas metamórficas se originam de outras formações 
preexistentes, a partir de transformações litológicas e estruturais causadas por efeitos 
termodinâmicos, gerados pelos fenômenos de dinâmica interna do globo terrestre, como 
vulcanismos e terremotos. Estes efeitos produzem grandes variações de pressão e de 
temperatura em algumas regiões do globo, modificando as condições físico-químicas de 
algumas formações sedimentares, remobilizando e até mesmo alterando minerais constituintes 
das rochas originais. A figura 17 apresenta um exemplo deste tipo de rocha. 
 
23 
 
 
Figura 17: Exemplo de rocha metamórfica: Quartizito. 
Fonte: (SCHUMANN, 2008). 
4.2 Características e Especificidades da Mineração 
O setor mineral é bastante diversificado, tanto na forma com que os recursos se 
apresentam na natureza, quanto pelos volumes e características dos mesmos, de forma que, a 
descrição do processo de extração deve ser específica para cada substância. Segundo Abrão e 
Oliveira (1998) a mineração é entendida como uma atividade de lavra e de concentração de 
minérios, podendo ser classificada em três grupos principais: as minerações ditas empresariais 
ou industriais, de grande porte; as minerações ditas de uso social, de menor porte, como 
pedreiras, os portos de areia e as lavras de argila e, por fim, os garimpos, atividades extrativas, 
informais, manuais ou mecanizadas e, frequentemente, clandestinas. 
Destas categorias, é evidente que a maior demanda para a aplicação dos princípios da 
geologia concentra-se nas minerações de grande porte. 
Para melhor compreensão da terminologia adotada no corpo desta monografia são 
apresentadas, a seguir, as definições e os princípios da exploração mineira (ABRÃO E 
OLIVEIRA, 1998). 
 
 
24 
 
 Depósito: É a ocorrência geológica de minerais em formas relativamente 
concentradas; 
 
 Jazida: Concentração mineral, passível de ser aproveitada economicamente. Este 
conceito, dada a sua conotação econômica, pode variar no tempo, ou seja, algo que é 
econômico hoje pode não sê-lo no futuro, e vice-versa; 
 
 Mina: Área onde explora um bem mineral. Quando a jazida passa a ser aproveitada, 
ela se transforma em mina, podendo ser a céu aberto ou subterrânea. As minas a céu 
aberto podem ainda ser desenvolvidas a meia encosta, cavas, tiras ou placers; 
 
 Minério: Toda substância ou agregado mineral, rocha ou solo, que pode ser 
aproveitado tecnicamente; 
 
 Estéril: Rocha ou solo que ocorre dentro do corpo de minério ou externamente ao 
mesmo, sem valor econômico, que é extraído na operação de lavra para 
aproveitamento do minério. Também neste caso, tal como se aplica aos conceitos de 
jazida e minério, dada a sua conotação, o que é estéril em uma época pode representar 
minério em outra; 
 
 Encaixante: Diz-se das rochas que se situam externamente ao corpo mineral, na quais 
o mesmo se encaixou. Se a intrusão é inclinada, a rocha do topo é denominada capa e 
da base, lapa; 
 
 Rejeitos: Materiais que resultam como “sem valor econômico” no processo de 
concentração mineral. Em geral, exibem granulometria de areia até argila, tendo sido 
britados e moídos no beneficiamento mineral. Normalmente, são descartados das 
usinas de concentração na forma de polpa, uma mistura de sólido e água por uma 
barragem ou dique; 
 
 
 
 
25 
 
 Usina: Instalações industriais onde os minérios são cominuídos e concentrados, onde é 
realizado o beneficiamento do minério. Nas usinas, os minérios podem ser 
concentrados por processos gravimétricos, que se valem das diferenças de densidades 
dos minerais, e/ou químicos, em que os mesmos são dissolvidos e depois precipitados 
ou recuperados; 
 
 Lavra: Diz-se da operação de extrair, da mina, o minério e o estéril, transportando-os 
para a usina ou para os locais de disposição escolhidos; 
 
 Cava: É a escavação a céu aberto em forma de uma cava (abertura no solo), com 
bancadas descendentes para a extração dos bens minerais; 
A figura 18 aborda parcialmente as definições expressas anteriormente. 
 
Figura 18: Esquema de um empreendimento mineral. 
Fonte: (ABRÃO e OLIVEIRA, 1998). 
 
Diante de tais informações, pode-se afirmar que a mineração é um setor que se 
diferencia dos outros setores da indústria, exigindo uma abordagem diferenciada para tal. Para 
fundamentar as exposições subsequentes, cabe destacar algumas características de um 
empreendimento mineral. 
 
 
26 
 
 Alto Risco na Fase de Pesquisa Mineral 
A fase de prospecção e pesquisa resulta muitas vezes em insucesso, não possibilitando 
a recuperação do capital investido. Na fase de produção, os riscos se evidenciam menos 
acentuados e decorrem da alta suscetibilidade de variação dos parâmetros considerados na 
viabilização dos empreendimentos mineiros (CALES, 2006). A tabela 3 apresenta elementos 
de risco no momento da decisão sobre um determinado investimento. 
Tabela 3 – Elementos de Risco no Momento de Decisão Sobre o Investimento. 
 
Fonte: (SHINTAKU, 1998). 
 Longo Prazo de Maturação dos Investimentos 
O prazo que decorre entre o início dos trabalhos de exploração e o efetivo 
aproveitamento da jazida situa-se, em média, na faixa de 7 a 10 anos. A título de exemplo, no 
projeto de Carajás (PA), os depósitos de minério de ferro foram descobertos em 1967 e 
somente se tornaram produtivos em 1986 (CALES, 2006). Segundo Shintaku (1998) em curto 
prazo, a mineração não consegue atingir a plenitude dos seus resultados, sendo comum 
demandarem décadas para um depósito começar a produzir. Esse longo tempo de maturação 
dos investimentos, ou seja, o tempo decorrido entre a realização das despesas e o início do 
recebimento das receitas, é o tempo necessário para descobrir, avaliar e desenvolver uma 
jazida antes de iniciar a produção. 
 
 
27 
 
Na figura 19, compara-se o tempo de maturação de um depósito de ouro, no período 
de 1969 a 1983, na Austrália, no Brasil e no Canadá, observando-se que este tempo varia, em 
média, de 4 a 14 anos, implicando investimentos sem retorno durante este período 
(SHINTAKU, 1998). 
 
Figura 19: Tempo de maturação de um depósito de ouro no período de 1969 a 1983. 
Fonte: (SHINTAKU, 1998). 
 Investimentos Elevados 
O empreendimento mineral exige o aporte de equipes especializadas, demanda bens e 
serviços sofisticados e a provisão de onerosa infra-estrutura (estradas, suprimentos de energia, 
núcleos habitacionais), resultando, portanto, na exigência de largas somas de recursos 
(CALAES, 2006). Tal fato pode ser constatado na figura 20, esta mostra a evolução nos 
investimentos do setor mineral durante os últimos anos, e a perspectiva de investimento de 
68,5 bilhões de dólares entre os anos de 2011 e 2015 (IBRAM, 2011). 
 
28Figura 20: Evolução dos investimentos no setor mineral brasileiro. 
Fonte: (IBRAM, 2011). 
 Rigidez Locacional 
Ao contrário das demais atividades industriais, a mineração não se localiza em função 
dos fatores de atração convencionalmente avaliados, ou seja, as jazidas estão onde estão e não 
necessariamente onde empresas e investidores gostariam que estivessem (CALAES, 2006). 
Segundo Shintaku (1998) a rigidez locacional é uma característica da atividade mineral e 
resulta de um processo geológico que a ação humana não pode modificar. As jazidas não são 
moveis e, por este motivo, o minério é explorado no mesmo local onde ele ocorre, 
considerando sempre o método de lavra mais adequado para cada tipo de mineral. 
Segundo o DNPM (2004) a atividade de mineração está baseada nas características 
geológicas, ou seja, as jazidas estão condicionadas à evolução geológica, onde o homem não 
tem influência na sua formação, podendo somente buscar a melhor forma de aproveitamento 
das mesmas. 
 
 
 
29 
 
 Especificidade Tecnológica 
Cada depósito possui condicionamentos próprios, fazendo-se sempre necessária a 
execução de pesquisas tecnológicas, pelo menos para possibilitar a adaptação de processos 
existente às características morfológicas e de mineralização (CALAES, 2006). 
 Exaustão das Reservas 
Os recursos minerais não são renováveis, portanto se exaurem com o aproveitamento 
do depósito (CALAES, 2006). De acordo com Campos et al (2007 apud SILVA, 2008) a 
característica da exaustão é uma das mais importantes, uma vez que, a exaustão não ocorre 
apenas fisicamente, podendo ocorrer mediante outras causas como por exemplo: a exaustão 
política, a exaustão econômica e até a exaustão por razões ambientais. 
4.3 Seleção do Método de Lavra 
Quando se trata de um empreendimento mineral, a seleção do método de lavra é um 
dos principais elementos a serem analisados, pois a decisão a ser tomada implicará no sucesso 
ou fracasso de um projeto mineiro. De acordo com Macêdo et al (2001) o método de lavra é 
um dos principais elementos em qualquer análise econômica de uma mina, e a escolha do 
método permite o desenvolvimento da operação. Em uma etapa de maior detalhe, pode 
constituir-se como fator preponderante para uma resposta positiva ao projeto, uma vez que, a 
seleção imprópria tem efeitos negativos na viabilidade da mina. 
A lavra de minas é definida legalmente no artigo 36 do regulamento do Código de 
Mineração como: o conjunto de operações coordenadas objetivando o aproveitamento 
industrial da jazida, desde a extração de substâncias minerais úteis que contiver, até o 
beneficiamento das mesmas (HERRMANN et al, 2010). Já Beall (1973 apud GIRODO, 
2005) define lavra como sendo o ato, o processo ou o trabalho de se extrair minérios ou 
minerais industriais de seu ambiente natural e transportá-lo até o ponto de seu tratamento ou 
uso. 
 
 
 
30 
 
 Analisando as duas afirmações acima, nota-se uma pequena divergência no que tange 
o ponto do beneficiamento. O texto legal afirma que o beneficiamento também faz parte do 
processo de lavra, já o autor Beall (1973 apud GIRODO, 2005) afirma que o processo de 
lavra se encerra no beneficiamento, ou seja, o mesmo não se inclui no processo. 
Naturalmente, não faz parte do objetivo desta monografia entrar no mérito da questão e 
aprofundar no assunto, apenas torna-se importante a abordagem das duas opiniões para uma 
melhor compreensão do leitor sobre a temática em questão. 
Comumente o método de lavra é designado como sendo a técnica de extração do 
material. Isso define a importância de sua seleção, já que todo o projeto é elaborado em torno 
da técnica utilizada para lavrar o depósito (MACÊDO et al, 2001). Segundo Reis e Sousa 
(2003 apud SILVA, 2008) o método de lavra consiste em um conjunto específico dos 
trabalhos de planejamento, dimensionamento, e execução das tarefas, devendo existir uma 
harmonia entre tais tarefas. Em suma, o método de lavra é a técnica de extração do minério, 
esteja ele em superfície ou em profundidade. 
Sobre o planejamento de lavra, Reis e Sousa (2003 apud SILVA, 2008) enfatiza que, 
para a realização de um bom planejamento de lavra é necessário que se atente para alguns 
critérios como: um dimensionamento bem elaborado dos equipamentos e instalações, assim 
como o estudo de viabilidade econômica, sequência de atividades e custos no que diz respeito 
aos impactos ambientais. Em concordância com o que foi dito, Macêdo et al (2001) afirma 
que o emprego do termo “técnica de extração” reflete os aspectos técnicos da seleção do 
método (parte fundamental da análise), o dimensionamento dos equipamentos, a disposição 
das aberturas e a sequência da lavra. 
De acordo com o DNPM (2004) o planejamento de um empreendimento mineral é 
indispensável. Sem uma previsão das variáveis envolvidas e as soluções, todo 
empreendimento tende a ter maiores dificuldades para se desenvolver, ou está fadado a 
fracassar na sua implementação. 
 
 
 
31 
 
De acordo com Macêdo et al (2001) a seleção do método de lavra pode ser dividida 
em duas fases. 
i) Avaliação das condições geológicas, sociais e ambientais para permitir a eliminação 
de alguns métodos que não estejam de acordo com os critérios desejados; 
 
ii) Escolha do método que apresente o menor custo, sujeito às condições técnicas que 
garantam uma maior segurança. 
 
Para que se tenha um resultado bem sucedido de um projeto de mineração, o método 
de lavra escolhido deverá ser o mais otimizado possível. Os fatores que influenciam na 
seleção dos métodos de lavra são muitos, tanto quantitativos como qualitativos. Para a 
avaliação e escolha do melhor método de lavra, algumas variáveis devem ser levadas em 
consideração. 
 Geometria do Depósito 
As características físicas do depósito limitam as possibilidades de aplicação de alguns 
métodos de lavra. A profundidade e a extensão do capeamento fornecem uma indicação 
preliminar sobre a aplicabilidade de técnicas de lavra a céu aberto (MACÊDO et al, 2001). 
Segundo Girodo (2005) os engenheiros de minas costumam distinguir seis tipos de 
depósitos minerais como mais importantes. 
i) Maciços: Corresponde a um depósito de considerável extensão lateral e vertical e cuja 
mineralização (minério) costuma ser uniformemente distribuída; 
 
ii) Camada ou Tabular: Depósito mineral paralelo à estratificação, geralmente em rochas 
sedimentares, extensos lateralmente e de espessura limitada. Alguns depósitos dessa 
natureza são os carvões, evaporitos, fosforitos, as bauxitas amazônicas, etc; 
 
 
 
 
 
32 
 
iii) Veios delgados: Correspondem a zonas ou faixas mineralizadas tipicamente extensas, 
delgadas (abaixo de 3 metros) e geralmente com alto mergulho. Muitas vezes o 
contato de minérios com as encaixantes é brusco, outras vezes gradacional. Grande 
proporção de depósitos de ouro e minerais metálicos constituem-se em veios delgados; 
 
iv) Veios Espessos: Semelhantes aos veios delgados, contínuos com espessura 
mineralizada superior a 3 metros; 
 
v) Lentes e Bolsões: Correspondem a corpos de minérios isolados que se fazem presentes 
sob a forma de lentes de várias dimensões ou concentrações localizadas de minerais. 
Tais corpos podem estar dobrados ou retorcidos. São formas mineralizadas que 
predominam em depósitos de ferro, chumbo, zinco e, eventualmente em depósitos de 
cobre e sulfetos polimetálicos, etc; 
 
vi) Placer: Depósito mineral na superfície ou próximo da mesma, usualmente tabular e 
por vezes com expressão razoável, provenientes de erosões de outros minerais, 
podendo conter partículas de minerais preciosos (ouro, platina, diamante) e mineraisresistentes – resistatos – como rutilo, monazita, granada, etc. 
De acordo com Macêdo et al (2001) o mergulho do corpo mineral é um fator 
importante que influencia tanto na seleção do método como na escolha dos equipamentos, 
podendo ser definidos como: Suave (Horizontal a 20°); Médio (20° a 50°); Íngreme (50° a 
Vertical). 
A espessura do depósito e a sua forma também permitem a exclusão de determinados 
métodos, sendo estes classificados como: Estreito (< 10 m); Intermediário (10 m a 30 m); 
Espesso (30 m a 100 m); Muito Espesso (> 100 m) (MACÊDO et al, 2001). 
 
 
 
 
33 
 
 Características do Minério 
O método de lavra a ser escolhido também é condicionado pelas características do 
minério a ser explorado, sendo o teor e a distribuição espacial as principais. De acordo com 
Macêdo et al (2001) como os limites da mineralização geralmente não são identificáveis, é 
possível obter várias reservas em função de diferentes teores de corte. O valor do produto e o 
custo de extração determinam a quantidade e o teor a ser lavrado. Depósitos com alto teor, 
estreito e de baixa tonelagem, indicam métodos de baixo investimento e mão de obra 
intensiva, de forma que, o tamanho do depósito torna-se diretamente proporcional à sua 
mecanização (MACÊDO et al, 2001). 
Quando o depósito possui contornos irregulares, pode ser necessária a escolha de um 
método mais flexível, para permitir a implementação de mudanças rápidas, de forma a 
possibilitar uma melhor disposição das frentes, resultando em uma maior recuperação do 
minério (MACÊDO et al, 2001). 
 Presença de Água Superficial ou Subterrânea 
Esta é uma das considerações mais óbvias, pois, em se tratando de estabilidade, sabe-
se que a água é um potencial “inimigo” de qualquer empreendimento de engenharia. Se lagos 
e rios que cobrem o corpo do minério não podem ser drenados, os métodos de lavra que 
resultarão em subsidência na superfície (lavra a céu aberto) devem ser desconsiderados. Caso 
haja a presença de água fluindo em uma mina, deve-se prover a drenagem da mesma e, além 
da drenagem, deve existir o cuidado suplementar no tratamento da água antes do seu 
esgotamento, visando a não poluição do meio ambiente (MACÊDO et al, 2001). 
 Considerações Geotécnicas 
As características de um minério relacionadas com as propriedades permeabilidade, 
deformabilidade e resistência, constituem a base geotécnica para a seleção do método de 
lavra, devendo ser consideradas no estágio preliminar do projeto (MACÊDO et al, 2001). 
 
 
34 
 
De acordo com Macêdo et al (2001) o objetivo da avaliação geotécnica é prever o 
comportamento do terreno quando as escavações são executadas e como elas afetarão a 
segurança do projeto. Uma avaliação geotécnica pode iniciar-se com a aplicação de métodos 
geofísicos e o mapeamento regional, no intuito de analisar a distribuição e o posicionamento 
dos corpos geológicos e suas características físicas e tecnológicas (SOUZA et al, 1998). 
 Considerações Ambientais 
No setor mineral existem alguns impactos ambientais inerentes a essa atividade, de 
forma que, tais impactos devem ser absorvidos nas operações de Controle Ambiental e o seu 
planejamento direcionado a cada caso (SILVA, 2008). 
Segundo Silva (2008) os impactos ambientais geralmente ocorrem principalmente na 
fase de lavra dos recursos minerais. Esses efeitos são percebidos na abertura de cavas, na 
supressão vegetal, escavações, mudança do visual, movimentação de massas, uso de 
explosivos, ruídos, poeiras. Tais efeitos são geradores de poluição no local e nas regiões 
vizinhas. 
Segundo Macêdo et al (2001) os métodos de lavra a céu aberto resultam em maiores 
impactos ambientais, provenientes principalmente do maior volume de material manuseado, 
que exige a implantação de grandes bota-foras alterando a topografia da região. É essencial 
que o método de lavra a ser escolhido seja adequado às normas ambientais do país onde será 
implementado um empreendimento mineral. 
 Considerações Econômicas e Financeiras 
Feitas as considerações dos aspectos técnicos envolvidos no processo de seleção do 
método de lavra, realiza-se a análise de critérios econômicos e financeiros. De acordo com 
Macêdo et al (2001) a importância destes critérios é fundamental na escolha do método, visto 
que o mais adequado é aquele que apresente o menor custo unitário. 
 
 
 
35 
 
Segundo Macêdo et al (2001) os custos de cada método devem ser definidos e a forma 
de determiná-los é através da apropriação de seus componentes individuais. A decisão final 
sobre a escolha do melhor método deve ser baseada em mais de um critério de avaliação 
econômica. Deve também ser considerada a situação financeira da empresa, tendo em vista a 
necessidade de grande injeção de capital em uma atividade sujeita a riscos elevados. 
4.3.1 Lavra a Céu Aberto ou Subterrânea 
Embora seja possível destacar cerca de dez métodos de lavra principais, 
provavelmente existem mais de trezentas variações. Os métodos são limitados pela 
disponibilidade e desenvolvimento dos equipamentos e, diante de todos os fatores que 
influenciam em sua seleção, a escolha do método de lavra pode ser considerada como uma 
ciência. Uma grande parte das minas utiliza mais de um método de lavra na sua operação. Um 
dado método pode ser mais apropriado para uma zona do depósito, todavia em outras partes 
seu emprego pode não ser a melhor opção (MACÊDO et al, 2001). 
Tendo como referência as considerações feitas na presente monografia, existem 
essencialmente duas situações possíveis na lavra de depósitos. 
 Lavra a Céu Aberto; 
 
 Lavra Subterrânea. 
Segundo Macêdo et al (2001) a definição entre um método a céu aberto ou subterrâneo 
se baseia sobre o critério econômico. A metodologia adotada em determinado setor da jazida é 
aquela que apresenta o menor custo unitário, considerando todos os condicionantes 
operacionais. Quando se emprega o método combinado de lavra é indispensável estabelecer o 
limite entre os trabalhos a céu aberto e subterrâneo, no qual os gastos de exploração da jazida 
sejam mínimos. 
 
 
 
36 
 
Em uma análise simplificada, Cavalcanti (2005) demonstra três equações que são 
utilizadas para definir o limite entre os trabalhos, definindo o melhor método de lavra a ser 
empregado. 
Equação 4.3.1.1 
CMs > CMca + R .Ce 
 A melhor opção neste caso é a lavra a céu aberto. 
Equação 4.3.1.2 
CMs = CMca + R .Ce 
Neste caso, a escolha do método é indiferente no aspecto econômico, pois o custo de 
exploração se iguala para os dois métodos. 
Equação 4.3.1.3 
CMs < CMca + R .Ce 
A melhor opção neste caso é a lavra subterrânea. 
Onde, 
CMs - representa o custo de lavra subterrânea de 1 tonelada de minério; 
CMca - representa o custo de lavra a céu aberto de 1 tonelada de minério; 
R - representa a relação estéril/minério, ou seja, o número de unidades de estéril a remover 
para cada unidade de minério lavrada a céu aberto; 
Ce - representa o custo de lavra do estéril. 
 
 
37 
 
Segundo Macêdo et al (2001) além da análise econômica, o método de lavra adotado, 
quer seja a céu aberto ou subterrâneo, deve possuir objetivos finais específicos. 
 Ser seguro e produzir condições ambientais adequadas para os operários; 
 
 Redução dos impactos causados ao meio ambiente; 
 
 Permitir condições de estabilidade durante a vida útil; 
 
 Assegurar a máxima recuperação do minério; 
 
 Ser flexível para adaptar às diversas condições geológicas; 
 
 Permitir atingir a máxima produtividade reduzindo o custo unitário. 
O método é sinônimo de técnica de extração de material e o projeto da mina é uma 
função da seleção da