Capitulo 2 Carrgamento e Transporte p ISPT 2015

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Para a definição do tipo de equipamentos e sistemas a serem utilizados para o
manuseio de minérios a média ou longa distância, diversos aspectos devem ser
considerados e avaliados, entre os quais, capacidade manuseada, distância de
transporte, topografia do terreno, infra-estrutura disponível na região,
interferências com o meio ambiente e economicidade.
Um dimensionamento preciso da frota de equipamentos de lavra reveste-se de
grande importância, um vez que os custos envolvidos, que de capital, quer de
operação, representam, quase sempre, um parcela considerável dos custos de
uma mina.
PRINCIPAIS CONSIDERAÇÕES NA SELEÇÃO 
PRIMÁRIA DOS EQUIPAMENTOS 
a) a geologia do depósito;
b) a necessidade de produção;
c) a vida útil do projeto;
d) disponibilidade de capital;
e) custo de operação;
f) parâmetros geotécnicos;
g) recuperação dos recursos;
h) interferências com o meio ambiente.
O TIPO, O NÚMERO E A PRODUTIVIDADE DOS 
EQUIPAMENTOS DEPENDEM DO 
- tamanho de valor das jazidas: vida da mina, taxa de produção, método de
lavra;
- projeto de cava: altura das bancadas, largura das frentes de trabalho,
desnível entre as frentes de lavra e o destino dos caminhões;
- tipos de rocha: características do minério e do estéril, como densidade “in-
situ”, empolamento, umidade, resistência à escavação, grau de fragmentação;
- projeto da deposição do estéril: local da deposição, forma de disposição do
estéril;
- projetos das estradas: largura das estradas (recomenda-se uma largura
mínima de pista igual a 3,5 vezes a largura do caminhão, o que deixa uma
faixa igual a 0,5 de largura entre os veículos que se cruzam e nas laterais.
Caso a faixa seja estreita o motorista se sentirá inseguro e reduzirá a
velocidade ao se aproximar um veículo em sentido contrário), inclinação das
rampas de acesso, raio das curvas, superfície de rolamento;
- planejamento de lavra: número de frentes simultâneas, relação
estéril/minério, freqüência de deslocamento das frentes de lavra;
- destino do minério: tipo, dimensões e taxa de produção do equipamento que
receberá o minério do caminhão, tais como britadores, silos, pilha para
lixiviação etc.
- infra-estrutura de apoio: recursos de manutenção, recursos para
abastecimento, comunicações etc.;
- equipamentos de apoio: manutenção das estradas e frentes de lavra,
desmonte de minério e do estéril.
Observadas estas restrições, a compatibilização dos equipamentos em operação
conjugada deve, então, atender a outros fatores que irão afetar diretamente a
eficiência da operação, tais como:
o número de passes do equipamento de carregamento para encher o
equipamento de transporte. Considera-se que de 3 a 5 passes (caçambadas)
representam um bom equilíbrio. Um número menor seria preferível, contando que:
o tamanho da caçamba da unidade de transporte não seja muito pequeno em
comparação com o tamanho da caçamba da unidade de carregamento, resultando
em impactos sobre a suspensão e a estrutura do veículo e derramamento
excessivo da carga;
o tempo de carregamento não seja tão curto que ocasione a demora da chegada
da unidade de transporte seguinte, ocasionando um tempo excessivo de espera
por parte da unidade de carregamento.
UMA NOVA MINA 
1. Pressupondo que todos os projetos de viabilidade estão 
prontos e que necessitaremos fazer o projeto de 
detalhamento básico do equipamento e da capacidade 
de cada um: Pefuratriz, Escavadeira, Caminhão e 
Britador dentre outros, mas o fundamental é a 
compatibilização entre todos estes equipamentos. 
 
2) Havido este cuidado, obter as informações técnicas do 
equipamento disponível no mercado nacional e 
internacional. 
 
 
UMA NOVA MINA (continuação) 
3) Analisar os fornecedores friamente sobre: 
 a) Saúde financeira e econômica da empresa. 
 b) Idoneidade da empresa na execução e cumprimento 
 de outros fornecimentos. 
 c) Avaliar as disponibilidades humanas e técnicas, 
 incluindo peças sobressalentes, formação de pessoal 
 da mina, disponibilidade de efetuar contratos de 
 manutenção após venda etc. 
 d) Visitar previamente as facilidades do fornecedor, 
 não só no Brasil, como no exterior, se for o caso. 
 
UMA NOVA MINA (continuação) 
 e) Visitar as minas proprietárias do equipamento e 
 verificar o desempenho do fornecedor no após 
 venda, questionando: 
 
  Número de visitas feitas espontaneamente 
 
  Tempo para a visita, quando solicitada 
 
  Tempo para satisfazer um pedido de peça 
 sobressalente 
 
  Critérios para aceitação de uma reclamação de 
 garantia 
 
  Obter dos fornecedores potenciais proposta 
 técnica preliminar da máquina recomendada 
 de escolha de cada um e desvios em relação 
 ao exigido 
UMA NOVA MINA (continuação) 
 Obter do fornecedor garantias de desempenho da 
 máquina face aos parâmetros escolhidos como: 
 produção, disponibilidade física, consumos etc. 
 
 Solicitar modelo de contrato de serviço após venda 
 contemplando os períodos: 
 
 • Pré-montagem - Cronograma 
 • Montagem - Cronograma 
 • Entrega técnica e testes - Cronograma 
 • Período de garantia - Cronograma 
 • Após período de garantia - Capacidades 
UMA NOVA MINA (continuação) 
 Estudo técnico de aplicação. 
 
 Custos de produção por tonelada movimentada, 
 metro linear, perfuração, desgaste de bits, rampa, 
 distância ao britador, caminhões subindo ou 
 descendo carregados etc. 
 
 Estes estudos deverão ser baseados nos dados 
 fornecido pela mina e posteriormente corrigidos 
 também pela mina. 
UMA NOVA MINA (continuação) 
 Após recepção da proposta técnica preliminar, 
 acompanhada de todos os elementos mencionados, 
 a mina estará em condição de: 
 • Elaborar o seu Edital Técnico 
 • Elaborar o seu Edital Comercial 
 
Solicitar sempre duas propostas separadas: 
 
 • Técnica - aberta de imediato. 
 
 • Comercial - aberta somente se a técnica for aprovada. 
EXPANSÃO DE UMA MINA 
Neste caso poderão acontecer duas situações: 
 
a) Simples substituições de um Equipamento por outro 
igual. 
 
b) Substituição de um Equipamento por outro de maior 
 capacidade. 
 
 
EXPANSÃO DE UMA MINA (continuação) 
• Em qualquer dos casos deverá ser avaliada a situação 
do fornecedor e sua capacidade de resposta para uma 
nova responsabilidade ou um novo modelo de máquina 
e analisar a compatibilidade com os equipamentos ou 
instalações já existentes que, em alguns casos, podem 
ser limitados a um equipamento de maior capacidade. 
 
• A manutenção da padronização é importante! 
TIPOS DE MEIOS UTILIZADOS PARA O 
TRANSPORTE DO MATERIAL ESCAVADO 
CAMIÕES 
 
CORREIAS TRANSPORTADORAS 
 
SCRAPERS 
 
COMBOIOS 
 
TELEFÉRICOS 
 
MINERODUTOS 
VANTAGENS DS CORREIRAS TRANSPORTADORAS 
EM RELAÇÃO AOS CAMINHÕES E TRENS 
 Capacidade de vencer rampas, sem perda da 
eficiência, e assim a distância de transporte é muito 
menor do que para caminhões (10%) e trens (2%). 
A correia normalmente é instalada na superfície do 
terreno, envolvendo fundações leves, com um mínimo 
de estruturas de suporte. 
A correia tem facilidade de vencer obstáculos sobre 
estruturas de suporte simples. 
Longos lances de correias são possíveis com a utilização 
de correias dotipo cable bolt. 
VANTAGENS DS CORREIRAS TRANSPORTADORAS 
EM RELAÇÃO AOS CAMINHÕES E TRENS (cont.) 
As correias têm uma demanda de energia elétrica 
relativamente uniforme. 
Em transporte descendente gera energia que poderá 
ser aproveitada, ao invés de ser dissipada em greides de 
resistência como no caso de caminhões e trens. 
Baixo custo de manutenção, se houver uma 
manutenção preventiva adequada. 
 • Disponibilidade: 98% 
 • Vida útil: 20 anos ou mais 
 • O uso de CT vem crescendo em importância devido 
 ao uso dos britadores dentro da cava (in-pit-crushers) 
VANTAGENS DA TCT EM RELAÇÃO À CONVENCIONAL 
INCLINAÇÃO MAIS ACENTUADA 
VANTAGENS DO TRANSPORTE 
POR MEIO DE DUTOS 
 FACILIDADE DE IMPLANTAÇÃO 
 
 ALTA CONFIABILIDADE 
 
 MENOR RISCO DE ACIDENTES 
 
 BAIXO CONSUMO DE ENERGIA 
 
 BAIXO CUSTO DE MANUTENÇÃO E PESSOAL 
 
DESVANTAGENS DO TRANSPORTE 
POR MEIO DE DUTOS 
 REDUZIDA FLEXIBILIDADE 
 
 ELEVADOS INVESTIMENTOS INICIAIS 
 
 ELEVADOS CUSTOS DE CAPITAL 
FACTOR DE ENCHIMENTO DA CAÇAMBA 
 (FILL FACTOR) 
Fator aplicável sobre a capacidade operacional da caçamba e que,
basicamente, será função das características do material, e ou das
condições dos desmontes, da altura da bancada e da forma de
penetração do equipamento.
CARGA DE TOMBAMENTO (TIPPING-LOAD)
É a carga que faz com que uma escavadeira hidráulica equipada para
determinada finalidade e, considerando a posição em que a sustentação é mais
desfavorável, perca o equilíbrio e tombe.
CARGA ÚTIL (PAY-LOAD)
É a carga que não ultrapassa 80% do “tipping-load” (fator de segurança de 100/80
= 25%)
Exemplo:
Tipping-load com alcance máximo da lança (t): 16,55
Pay-load com fator de segurança FS = 1,25 (t): 16,55/1,25 = 13,24
 DISPONIBILIDADE MECÂNICA 
 
 
DM
HT MP MC MT
HT
x
  ( )
100%
 
 
Onde: 
 
DM = disponibilidade mecânica; 
HT = corresponde às horas teóricas possíveis por ano. 
MP = manutenção preventiva, compreendendo todo o serviço programado, 
 conservação e inspeção dos equipamentos, executados com a finalidade 
 de manter o equipamento em condições satisfatórias de operação; 
MC = manutenção corretiva. Significa o serviço executado no equipamento com 
 a finalidade de corrigir deficiências que possam acarretar a sua 
 paralisação; 
TP = tempo perdido correspondente à locomoção da máquina por motivos de 
 desmonte de rocha ou outros intervalos do operador (almoço, café, 
 troca de turno etc.). 
 
Exemplo de cálculo de HT: 
3 turnos de 8 horas/dia; 260 dias/na; 
HT = 260 x 3 x 8  HT 6240 horas/ano 
DISPONIBILIDADE FÍSICA
Corresponde à parcela das horas programadas em que o equipamento está apto
para operar, isto é, não está à disposição da manutenção.
DF
HP HO
HP


Onde:
DF = disponibilidade física que representa a percentagem do tempo que o
 equipamento fica à disposição do órgão operacional para a produção;
HP = corresponde às horas calculadas por ano, na base dos turnos previstos, já
 levando em conta a disponibilidade mecânica e/ou elétrica;
HO = corresponde às horas de reparos na Oficina ou no Campo, incluindo a
 falta de peças no estoque ou falta de equipamentos auxiliares.
FATOR DE UTILIZAÇÃO DO EQUIPAMENTO
Fator aplicável sobre as horas disponíveis do equipamento. Corresponde à
parcela em que o equipamento está em operação. Alguns dos fatores que
influem na utilização de um equipamento são:
- número de unidade ou porte maior ou menor que o requerido;
- paralisação de outros equipamentos;
- falta de operador;
- deficiência do operador;
- condições climáticas que impeçam a operação dos equipamentos;
- desmontes de rocha na mina;
- preparação das frentes de lavra.
- 
U
HT
HP HO


Onde:
HT = total de horas efetivamente trabalhadas;
HP = corresponde às horas calculadas por ano, na base dos turnos previstos, já
 levando em conta a disponibilidade mecânica e/ou elétrica;
HO = corresponde às horas de reparos na Oficina ou no Campo, incluindo a
 falta de peças no estoque ou falta de equipamentos auxiliares.
RENDIMENTO
É a relação entre as horas efetivamente trabalhadas e as horas programadas, ou
seja, o rendimento é o produto da disponibilidade física pela utilização.
EFICIÊNCIA DE OPERAÇÃO (E)
É de máxima importância que a produção seja mantida em ritmo estável. É esta
eficiência de trabalho que resulta em maior lucratividade.
Fatores devido às paradas, atrasos ou deficiências em relação ao máximo
desempenho do equipamento deve-se, entre outros, aos seguintes motivos:
- características do material;
- supervisão no trabalho;
- esperas no britador;
- falta de caminhão;
- maior ou menor habilidade do operador;
- interrupções para a limpeza da frente de lavra;
- desmontes de rochas;
- capacidade da caçamba;
- pequenas interrupções devido aos defeitos mecânicos, não computados
na manutenção.
E
tc
tc
tc
tc tp tp
tc
min
ef
min
min
min
 



 
1
1
Se tp = 0  E = 1 ou E = 100%
Se tp  0  E < 1 ou E < 100%
Como exemplo, pode-se calcular a eficiência na operação das:
- Escavadeiras Hidráulicas em geral: 50 min/h  0,83 ou 83%
- 
- Escavadeiras a Cabo: 54 – 56 min/h  90 a 92%
OPERAÇÃO CONJUGADA
A produção máxima possível de frotas em operação conjugada pode ser obtida
pela análise da disponibilidade das frotas. A distribuição binomial é aplicável ao
cálculo de dimensionamento de frotas dos equipamentos:
P P x P x Cn ed ned r
n
Onde:
Pn = probabilidade de ter exatamente n unidades disponíveis;
Ped = probabilidade de uma unidade estar disponível;
Pned = probabilidade de uma unidade não estar disponível;
 Cnr = combinação de itens tomados, sendo r em um certo tempo.
Exemplo:
Dado:
- Probabilidade do equipamento estar disponível: 80%
- Probabilidade do equipamento não estar disponível: 20%
Probabilidade de ter 2 unidades disponíveis
P x P2
2
2
20 8 0 8 1 64%  ( , ) ( , )
Probabilidade de ter 1 unidade disponível
P x P2
1
2
10 8 0 2 2 32%  ( , ) ( , )
Probabilidade de não ter nenhuma unidade disponívelP x P2
0
2
00 2 0 2 1 4%  ( , ) ( , )
 RESISTÊNCIA DE RAMPA
É uma medida da força, devido à gravidade, que é preciso superar para
movimentar a máquina em rampas desfavoráveis (aclives). A assistência da
rampa é uma medida da força, devido à gravidade, que ajuda a
movimentação da máquina em rampas favoráveis (declives).
Via de regra as rampas são medidas em percentagem de inclinação, que é a
relação entre a ascensão ou queda vertical e a distância horizontal em que
ocorre essa ascensão (+) ou queda (-).
Por exemplo, uma inclinação de 10% equivale a uma ascensão ou queda de
10 m para cada 100 m de distância horizontal (10:1) ou tg = 10/100   =
5,7 em relação à horizontal. Uma ascensão de 4,60 m em 53,50 m
corresponde a uma inclinação de 8,6%. Isto é:
(4,60 m : 53,50 m) x 100% = 8,6%   = 4,9.
O Fator de Resistência de Rampa (FRR) é expresso em kgf/t.
 FRR = kgf/t x % de rampa
A resistência (ou assistência) de rampa pode então ser obtida multiplicando
o Fator de Resistência de Rampa pela massa da máquina em toneladas.
Resistência de Rampa = FRR x PBV
Resistência total é o efeito combinado da resistência ao rolamento (nos veículos
de roda) e da resistência de rampa.
CICLO. TEMPO DE CICLO. TEMPOS E 
MOVIMENTOS ELEMENTARES 
Ciclo: conjunto de operações executadas por um equipamento durante um
certo período de tempo, voltando, em seguida à posição inicial para
recomeça-los.Tempo de ciclo: é o intervalo de tempo decorrido entre duas passagens
consecutivas do equipamento por qualquer ponto do ciclo.
Tempos elementares: duração de cada movimento elementar
O ciclo produtivo pode ser dividido em seis componentes: carregamento,
transporte, descarga, retorno, posicionamento e atraso.
Número de ciclos por hora
No caso de equipamentos de carregamento, o ciclo compreende o tempo
total de enchimento da caçamba, posicionamento para descarga e
posicionamento para o enchimento da caçamba.
No caso de equipamentos de transporte, o ciclo compreende os tempos de
carregamento, viagem carregado, manobra, descarga, retorno vazio e
posicionamento para carregamento.
Ciclo básico de alguns equipamentos
Carregadeiras: avanço até a frente, carga da caçamba, manobra, avanço até o
veículo, descarga, retorno vazio e manobra.
Escavadeiras: carga da caçamba, giro carregado, descarga e giro vazio.
Caminhões: tempo de carga da unidade, tempo de transporte carregado, tempo de
manobra e descarga, tempo de retorno vazio, tempo de posicionamento para
carga.
Analisando-se as seis operações básicas que constituem o ciclo. Verifica-se
que este pode ser decomposto numa seqüência de movimentos elementares
repetidos através dos ciclos consecutivos.
Tempos elementares
a) tempos fixos (tf)
- tempo de carga
- tempo de descarga
- tempo de manobra
b) tempos variáveis (tv)
 O tempo de transporte carregado ou vazio (retorno).
c) tempo de ciclo mínimo (tcmin)
 tcmin = tf + tv
d) tempo de ciclo efetivo (tcef)
 tcef = tcmin + tp
sendo: tp = somatória dos tempos perdidos.
PRODUÇÃO DE UM EQUIPAMENTO
Cálculo das Produções Unitárias dos Equipamentos
O procedimento de cálculo apresentado a seguir é válido tanto para os
equipamentos de carregamento quanto para os equipamentos de transporte.
PRODUÇÃO ANUAL = N x E x C x FE x OC x HP x DM x U
Onde:
N = número de ciclos por hora;
E = fator de eficiência (%);
C = capacidade da caçamba (t ou m3);
FE = fator de enchimento da caçamba;
OC = fator de operação conjugada;
HP = horas programas por ano;
DM = disponibilidade mecânica do equipamento (%);
U = fator de utilização do equipamento.
Equipamento de carregamento
- Tipo: Escavadeira Hidráulica
- Capacidade da caçamba: 20 m3
- Tempo de ciclo: 24 s
- Fator de eficiência: 85%
- Fator de enchimento da caçamba: 85%
- Disponibilidade mecânica: 90%
- Fator de operação conjugada: 90%
- Utilização: 85%
- Densidade do material (empolada): 1,765 t/m3
- Ciclos por caminhão: 6
Equipamento de transporte
- Tipo: Caminhão Fora de Estrada
- Tempo de ciclo total: 10 min
- Fator de eficiência: 85%
- Fator de enchimento da caçamba: 100%
- Disponibilidade mecânica: 85%
- Fator de operação conjugada: 90%
- Utilização: 80%
- Horas programadas por ano: 7500
- Capacidade do caminhão: 180 t
Solução:
Cálculo da produção anual de cada unidade de carregamento (Pc)
Pc = N x E x C x FE x OC x HP x DM x U
Pc = (60 min:24/60) x 0,85 x 20 x 0,65 x 0,90 x 5000 x 0,90 x 0,85
Pc = 7.461.619 m3 por ano
Cálculo da produção anual de cada unidade de transporte (Pt)
Pt = N x E x C x FE x OC x HP x DM x U
Pt = (60 min:10 min) x 0,85 x 180/1,765 x 1 x 0,90 x 7500 x 0,85 x 0,85
Pt = 2.536.528 m3 por ano
N de unidades de carregamento = 30.000.000 m3 : 7.461.619 = 4
N de unidades de transporte = 30.000.000 m3 : 2.536.528 = 12
SISTEMA DE DESPACHO (DISPATCHING)
Para melhorar a eficiência do uso dos caminhões, está se generalizando o
dos “despachos”. Este sistema consiste em uma estação de supervisão e
controle que, além de realizar o despacho dos caminhões, controlam toda a
operação de lavra, fornecendo de forma on line todos os dados de produção
e informações sobre os equipamentos utilizados na operação.
Estes sistemas podem operar localmente numa única estação de trabalho
(computador), ou em rede. Os caminhões deixam de ficar lotados a uma
escavadeira e o sistema assume o controle total da frota, otimizando a
utilização dos caminhões a cada momento.