Prova de conhecimentos práticos, Lavra de Mina Subterrânea

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3º estágio Lavra de Mina Subterrânea 2016.2
Questão 1.
Telas são usadas em conjunto com tirantes para suportar blocos desprendidos (chocos) entre os tirantes.
Os straps podem ser úteis também quando usados para reforço de tela onde há acúmulo de chocos. Algumas minas usam straps para incrementar o reforço da superfície onde tirantes são aplicados.
Devido a séria deterioração do local, será usado o método de Ancoragem Mecânica de resina ou cimento. Precisar-se-á de tirantes de 13mm; Hastes de diâmetros – 16, 17,19,21,25mm; comprimento- 1,5 a 4m; diâmetro das brocas – 33 a 39mm; Rock bolt (perfuratriz de teto) para a instalação de tirantes; Chumbador químico; Resina ou cimento escolhido segundo o fluxo de caixa do empreendimento; cabos elétricos trifásicos isolados de 440V; Scraps (cintas utilizadas em conjunto com a ancoragem) de 102mm de largura – comprimento e espessura variável; telas de aço soldadas de calibre (fio) #6 ou #4 que possuem maior vida útil.
Realização de análise preliminar de risco (APR). 
Realização de checklist de frente; 
Abatimento de choco mecanizado com scaler; 
Sinalização de área com presença de choco; 
Revisão manual de choco lateral; 
Estabilização (atirantamento, ancoragem e telamento);
A execução de atirantamento em uma cortina para contenção de talude é feita seguindo algumas etapas: 
• perfuração do maciço, 
• montagem e instalação dos tirantes, 
• injeção de calda de cimento na extremidade interna do tirante e protensão - no caso das soluções ativas. 
 Após a cravação dos perfis metálicos na periferia, executam-se as ancoragens, dimensionadas conforme a rocha, as construções vizinhas existentes e as etapas definidas no projeto. 
Telas de aço soldadas, mantidas tensionadas por tirantes ancorados mecanicamente, para prevenir queda de rocha aliviada.
Testes de controle de qualidade para assegurar a segurança e confiabilidade das contenções aplicadas; 
Monitoramento de vibração periódico durante o processo de detonação; 
Procedimentos operacionais; 
Capacitação do público envolvido; 
Inspeção da equipe técnica de mecânica de rocha; 
Uso de controle remoto em áreas de realce; 
Questão 2.
Treinamento sobre perfuração e execução do fogacho;
Como o desmonte é controlado, deve-se observar as quantidades de explosivo utilizadas, de forma que não deforme a estrutura da grelha ou da chaminé;
Deve-se seguir o Plano de Fogo elaborado pelo profissional legalmente habilitado;
Executar adequadamente conexão dos furos carregados com o sistema de iniciação e a sequência de fogo;
Certificar-se de que não haja mais pessoas nas áreas de risco, pela possibilidade de ultra lançamentos, antes de proceder a detonação;
Sinalizar a área e ter avisos sonoros quando houverem detonações;
Intercalar os serviços de desmonte com o despejo de material pela carregadeira de modo que o material a ser colocado sobre o matacão faça o abafamento do fogo e impeça o lançamento de fragmentos;
Certificar-se das boas condições de ventilação para evitar o acumulo de gases e poeira;
Questão 3.
Taça: Em termos práticos, constitui um reservatório. Escavação na base do acesso principal, geralmente poço, feita para coletar a água que adentra a mina e então bombeá-la para a superfície ou próximo dela.
Iniciador: Artifício muito sensível, de pequena energia de ativação, cuja finalidade é proporcionar a energia necessária à iniciação de um explosivo. A partir dele, é possível iniciar o processo de detonação de um explosivo. Se o acessório iniciador não comunicar uma energia de ativação satisfatória para ocasionar uma iniciação desejável, pode resultar, simplesmente, na queima dos explosivos, sem detoná-lo.
Piso e parede da escavação: 
Superfície inferior de trabalho em túnel ou câmara. Parte de qualquer galeria subterrânea onde caminha uma pessoa ou uma máquina se apoia. Pode ser minério ou estéril.
Superfície lateral de uma estrutura de escavação subterrânea, ou seja, a face vertical ou angular de um determinado espaço que faz a ligação com o pavimento na parte inferior e com o teto na parte superior.
Pilar de coroamento: pilar entre a mina a céu aberto e subterrânea (crown pillar), requerido para manter a estabilidade e segurança das escavações subterrâneas e da cava final.
Pilar: Coluna geralmente feita de minério, que serve para sustentação dos estratos sobrejacentes ou capa.
Cinta: Suporte passivo ou revestimento usado para obras de recobrir áreas, tira de aço de 1,5 a 6m de comprimento, para impedir o desprendimento de pequenos blocos, quando o teto tem estratos com direção presumível de escorregamento; associada ao tirante para sustentação de escavações subterrâneas, em alternativa à utilização de tela, quando as camadas apresentam uma direção presumível de escorregamento.
Porta corta-fogo: Porta constituída por folha (s) batente e ferragens que impedem ou retardam a propagação do fogo, calor e gases, de um ambiente para outro. As portas de saídas de emergência devem permanecer sempre fechadas, com o auxílio do dispositivo de fechamento automático, e nunca trancadas a chave, no sentido de evasão. – ABNT, NBR 11742
Furo carregado: É o produto de uma perfuração e um carregamento, ou seja, um furo preenchido com carga explosiva. Cumpre com a finalidade de alojar as cargas de explosivos e acessórios iniciadores.
Emulsão explosiva: Composto de microgotículas de solução oxidante supersaturada dentro de uma matriz de óleo. Sistema disperso constituído de pelo menos duas fases líquidas imiscíveis e um agente emulsificante para estabilização dessas fases utilizado em mineração no desmonte, em esteio hidráulico ou na injeção em furos. É classificado como um agente detonante. Excelente resistência à água e densidade de carregamento. Muito estável ao atrito e choque. Iniciação com cordel detonante ou espoleta n.º 8.
Questão 4.
A mina de Ipueira pertence ao grupo FERBASA e está localizada no município de Andorinhas. O minério produzido é a cromita e os produtos comercializados são o lump (fração acima de 2 ½ “) e a areia de cromita como fração fina. A Mina de Ipueira está dividida em várias unidades operacionais. As unidades 2 e 3 tem uma extensão longitudinal de 500 m no sentido norte-sul ao passo que a unidade 4 a distância cai pra 375 m. A profundidade das operações de lavra varia de 260 m em Ipueira 2 a 380 m em Ipueira 4, e as reservas apresentam prognóstico favoráveis para lavra até 500 m de profundidade. São apresentadas as mudanças do método de abatimento por subníveis (sublevel stoping), praticados em corpos com mergulho acentuado para o método de realces abertos em recuo (retreat open stopes) praticados em corpos sub-horizontais. Nos níveis superiores o corpo apresentase com forte mergulho para leste enquanto em níveis inferiores é verificada uma suavização de mergulho com o posicionamento sub-horizontal do corpo. Essa tendência de horizontalização é verificada em diferentes profundidades nas unidades da mina de Ipueira, especificamente no nível 260 da mina de Ipueira 2, nível 360 em Ipueira 3 e nível 420 em Ipueira 4. Então as mudanças no método de lavra foram introduzidas justamente devido a essas horizontalizações com intuito de melhorias nos índices operacionais da lavra. Quando a mina de Ipueira iniciou suas operações, na década de 70, o método de lavra por abatimento em subníveis foi adotado com sucesso para os corpos com mergulho alto. Com a horizontalização do corpo mineral o método de abatimento passou a se comportar como método realces abertos em recuo, onde as aberturas permanecem sem comunicação com os níveis superiores. O método está ilustrado na figura.
No período de 2000 a 2006, pelo método de lavra de realces abertos em recuo com desenvolvimento no estéril, foi desenvolvido e lavrado o nível 320 de Ipueira 4, este nível foi desenvolvido com 7 galerias posicionadas abaixo do corpo de minério. Os níveis de produção são acessados por meio de rampa. No método de abatimento em subníveis é aberta apenas uma galeria para cada subnível, no método de realcesabertos em recuo são abertas de 2 a 7 galerias, dependendo da horizontalização do corpo mineral. As galerias são suportadas com concreto projetado e cavilhas tipo vergalhão com ¾”. Para reduzir a diluição, iniciou-se então a busca por um método de lavra que pudesse substituir o método de realces abertos que era usado até então. Um diagrama contendo os aspectos deste método é mostrado na figura.
Diagrama do método Blasting gallery
Um modelo conceitual do método de realces abertos com desenvolvimento dentro do minério com uma camada contínua de 8 m de espessura é mostrado na figura
Comparando-se os modelos da figura 24 (desenvolvimento no estéril) com o modelo da figura 25 (desenvolvimento no minério), verifica-se de imediato a eliminação da diluição planejada. Outra vantagem é a recuperação de uma fração de minério igual a 16,7% na fase de abertura das galerias de desenvolvimento, no entanto essa vantagem é apenas parcial porque o minério vindo do desenvolvimento apresenta uma granulometria mais fina que a desejável para ser comercializado com um preço maior.
Foram observadas a necessidade de suporte e reforço adicional, com concreto projetado e cabos no teto e nas laterais, por causa da presença de juntas preenchidas com carbonatos no minério aumentando a possibilidade de formação de cunhas. Devido à freqüente presença de falhas que rejeitam os blocos de minério para diferentes cotas, existe maior dificuldade de locação das galerias satisfazendo a condição de que o minério não fique abaixo do piso, sem possibilidades de recuperação.
Foi aberta uma travessa dentro do minério ligando três galerias para aumentar o espaço para o escoamento da rocha fragmentada vinda das detonações das faces livres, a altura das perfurações para criação das faces livres foi de 6 a 10 m, isso já representou um expressivo ganho em relação ao método anterior cujas alturas ficavam entre 10 a 15 m, esse ganho na altura melhora o estado de tensões consequentemente a estabilidade da escavação. O afastamento tradicional utilizado nos desmontes tem sido de 2,2 metros para os furos com comprimento variando entre 6 a 16 metros em ambos os métodos com desenvolvimento no estéril, com isso a relação entre comprimento do furo e afastamento situa-se na faixa de 7,3 a 2,7 e isso favorece a quebra eficiente em mecanismo bancada na qual a relação entre comprimento e afastamento deve ser igual ou superior a 2 segundo Morhard, (1987, citado por Lima et al., 2008). Passando a análise para o desenvolvimento no minério os comprimentos do furo diminuem para 4 a 6 m e a relação comprimento altura e afastamento cai para 1,8 a 2,7 m. A extraordinária recuperação obtida na Mina de Ipueira comprova as boas condições para a extração do minério contido nas pilhas, decorrente da estabilidade do teto, da boa fragmentação e do baixo lançamento da pilha. Após a implantação em larga escala do novo método de lavra foi implantado a adoção de controle remoto nas LHD’s. 
Um exemplo de que as novas tecnologias podem auxiliar na melhoria dos índices é o que foi aplicado na Mina de Ipueira da Ferbasa na Bahia, o índice de recuperação na lavra passará dos atuais 75% para 85% da reserva global, e a diluição diminuirá de 33,7% para 15%, conforme Leite (2010). A empresa adquiriu LHD com controle remoto para controlar a diluição e aumentar a recuperação de minério na lavra. Este equipamento permite recuperar os minérios deixados nos realces por questões de segurança operacional. Os investimentos atingiram a casa de 2,1 milhões de reais com tempo de retorno de capital de 7 meses e índices de lucratividade de 518% em 5 anos. 
Os resultados apresentados na aplicação da LHD com controle remoto têm permitido benefícios como aumento da recuperação do minério, diminuição da diluição, redução dos custos operacionais e aumento da vida útil da mina.
Outro projeto aplicado na Mina de Ipueira é um projeto de melhoria na ventilação, que trouxe ganhos no índice de produtividade. As características do projeto de ventilação tem a dimensão em função da potência instalada nos equipamentos, com sistema por exaustão, utilização de software Ventsim que simula a ventilação do circuito, raises para saída do ar, a maioria abertos com raise borer, com diâmetro 3 m, embora parte ainda com perfuração e detonação. O sistema de ventilação tem potência instalada de 600 kW para vazão de 105 m3 /s. Computando o consumo mensal de 273.600 kWh nestas unidades, a ventilação representa 40% do consumo total da mina subterrânea, e os gastos com energia representam aproximadamente 10% dos custos com materiais. A reabertura da chaminé da mina Ipueira III é um projeto viável sob os pontos de vista técnico e financeiro, apresentando benefícios adicionais como melhoria da qualidade do ar na mina subterrânea, aumento da capacidade de ventilação da mina, melhoria na produtividade e possibilidade de implantação do sistema de controle da ventilação em função da demanda em tempo real.
Falta adicionar lista de equipamentos, vantagens e desvantagens do método de lavra.
Questão 5.
Vantagens: A instalação é simples; A instalação é feita pela superfície da rocha manual ou mecanicamente
Vantagens: Alta capacidade de ancoragem; Resistência a corrosão.
Desvantagens: Alto custo; Treinamento de mão de obra; Necessidade de armazenagem adequada.
Vantagens: Facilidade de instalação; Suporte imediato.
Desvantagens: Baixa capacidade de ancoragem; Método passivo; alto custo; sofre corrosão.
Vantagens: Custo baixo; alta capacidade de ancoragem; Resistente a corrosão; Variedade de comprimento e tipo de escavação (temporária ou permanente).
Desvantagens: Tempo de cura de 24h.
Vantagens: Solução muito econômica; São facilmente instaladas; Facilidade de adaptação ao reforço do teto de reparação.
Desvantagens: Interrupção da produção para a aplicação das telas; propensão à corrosão; não garante estabilidade; Longo tempo de instalação.
Rocha sã, com pouca interseção de juntas ou camadas planas resultando em queda de blocos. Baixa tensão in situ.
Aplicados em terrenos sujeitos a instabilidades. A resina, aumenta sua capacidade de suporte e duração. Não fica dependente de abatimento de choco, pois em toda coluna tem ancoragem que integra rocha, cimento (resina) e aço.
Rochas em blocos encerrados por juntas, com pequenos blocos pendendo da superfície causando deterioração, se insuportáveis. Condição de tensão baixa. Se não for viável o uso de concreto projetado.
Lavra por corte e enchimento, por recalque, alargamento em subníveis, suportes de paredes de escavações em alargamentos abertos (veios estreitos) e para controle de faces de talude em minas a céu aberto.
Rochas de qualidade muito baixa, com falhas e zonas de cisalhamento (parafusos ou cavilhas não podem ser ancorados neste material).
Questão 6.
O retorno à frente detonada só é permitido com a autorização do responsável pela área e após a verificação da existência das seguintes condições:
Dissipação dos gases e poeiras, observando-se o tempo mínimo determinado pelo projeto de ventilação e plano de fogo;
 Confirmação das condições de estabilidade da área;
 Marcação e eliminação de fogos falhados;
Realização de check list de frente; 
Limpeza da frente;
Abatimento de choco mecanizado com scaler; 
Sinalização de área com presença de choco; 
Revisão manual de choco lateral; 
Estabilização (atirantamento, cabeamento, concreto projetado, telamento, enfilagem); 
Testes de controle de qualidade para assegurar a segurança e confiabilidade das contenções aplicadas; 
Monitoramento de vibração periódico durante o processo de detonação; 
Na constatação ou suspeita de fogos falhados no material detonado, após o retorno às atividades, devem ser tomadas as seguintes providências: 
a) os trabalhos devem ser interrompidos imediatamente;
b) o local deve ser evacuado e
c) informado o técnico responsável ou bláster para adoção das providências cabíveis.
- É proibido o aproveitamento de restos de furos falhados na fase de perfuração.
Questão 7.Na descrição no caso, suspeita-se da obstrução próximo à abertura de descarga, visto que o tempo de confinamento do minério quebrado pode ter sedimentado a parte inferior e o peso sobrejacente foi o responsável pelo adensamento. Neste caso, utiliza-se de uma vara com explosivos na ponta; a alocação do explosivo deve ser feita, com a autorização do responsável técnico e sob sua supervisão, diretamente sobre a seção obstruída, a porta de descarga deve ser mantida aberta para não a danificar durante a detonação. Se a vara não puder alcançar o ponto de obstrução, devem ser feitos furos de sonda com uma perfuratriz (chamado coiote) a fim de localizar o retido e assim colocar uma carga explosiva para desloca-lo. Se não for possível fazer a localização, a saída é fazer o acesso intermediário à chaminé via acessos próximos à mesma, com a construção de travessas e níveis de controle para solucionar o problema, caso não exista tal acesso, uma chaminé adicional deve ser construída paralelamente e a partir dela fazer os níveis de controle (é usado em último caso, visto os grandes custos adicionais de construção da chaminé extra).