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UNIVERSIDADE WUTIVA UNITIVA
FACULDADE DE ENGENHARIA, ARQUITECTURA E PLANEAMENTO FÍSICO.
PROJECTO CIENTÍFICO DE MINERAÇÃO A CÉU-ABERTO
CANDIDATOS A LICENCIATURA EM ENGINHARIA GEOLOGICA E DE MINAS:
Discente: 
Arcenio Artur Munguambe
 TRABALHO CIENTIFICO: MÉTODO LONGWALL
DOCENTE: SALAZAR
Boane, Junho de 2018
4 ano-Engenharia de Minas-Método longwal	Page 1
4 ano-Engenharia de Minas-Método longwal	Page 1
Introdução
O presente trabalho surge no âmbito da cadeira mineração subterrânea no qual visa abordar o tema: Método Longwall, este método, é um método de lavra subterrânea por abatimento, que são métodos, em geral de alta produtividade e baixo custo unitário, requerem minérios com facilidade de fragmentação e pode ocorrer alta diluição.
Iremos falar dos objectivos gerais e específicos; a metodologia do trabalho; aplicabilidade, desenvolvimento, lavra, vantagens e desvantagens do método e vários outros temas relacionados ao método.
O método longwall – extensão de preparação da parede é um método muito antigo, originado em minas de carvão da Europa no século XVII, a aplicação mais importante do Longwall relaciona-se à mineração de carvão. Boa parte da produção de carvão de países como USA, Austrália e China são obtidas por Longwall.
Objectivos
Geral
Saber a aplicação do método longwall.
Específicos
Descrever a aplicabilidade do método;
Conhecer o desenvolvimento do método;
Falar das lavras do método;
Citar vantagens e desvantagens do método;
Explicar a aplicação do método em várias minerações;
Indicar os tipos de equipamentos usados;
Apresentar medidas de segurança no método longwal.
Metodologia de trabalho
 O presente trabalho foi elaborado através de metodologias tais como dissertações, de consultas em fontes de internet, através de livros académicos.
Palavra- chaves: ( método longwal)
Resumo 
Abstract
Método Longwall (Lavra por Frente Longa) – Extensão de preparação da parede
Revisão bibliográfica:
Definição;
Aplicação; 
Desenvolvimento;
Lavra;
Lavra em avanço;
Lavra em recuo;
Vantagens e desvantagens;
Princípio de Funcionamento do método; 
Aplicação em rochas duras e frágeis.
4.2.Definição:
A lavra por frente longa, com abatimento (longwall mining) é uma lavra integral, com desmonte em uma face contínua, abrangendo toda a extensão da área a ser lavrada, em avanço ou em recuo, com ou sem abatimento.
Aplicabilidade
É aplicável a corpos de minério estratiformes tabulares/horizontalizados, de pequeno mergulho (até 20º), pequena a média espessura (até 4m), distribuição uniforme de teores, grande extensão horizontal e profundidade a partir de 300 até 1600m. A encaixante deformável e homogénea, minério pelo menos auto-suportante. Pode ser utilizada para a lavra de rocha dura, sem abatimento (ex. minas de ouro da África do Sul) ou de carvão (80% das minas), com a utilização dos conjuntos mecanizados para lavra por longwall (cortadeira, transportador de frente e suporte auto-marchante).
Desenvolvimento
Acesso principal geralmente por poço vertical. Desenvolvimento secundário todo realizado na lapa, com sistema de galerias de transporte (duplas ou triplas), próximas entre si, com cerca de 100 a 200m de comprimento, para material e pessoal, com subida face livre para iniciar desmonte. Frentes de até 450m comprimento.
Lavra
É realizada em recuo ou em avanço, descendente, arranjo longitudinal para corpos de pequena espessura e arranjo transversal para espessura a partir de 30m. Exige rigoroso controle do contacto. Os subníveis normalmente têm de 8 a 15 m. A rocha superior (capa) deve seguir a extracção do minério no abatimento contínuo e as condições superficiais devem permitir a subsidência. São executados furos longos, em leque ou paralelos. Permite mecanização e operação contínua. Quanto à diluição, é preferível para situações em que se separam facilmente o minério e o estéril.
Para rocha dura (20% das minas):
Perfuração, desmonte, uso de equipamentos manuais (pelo pequeno espaço disponível).
Para carvão, potássio etc.:
Mecanização quase completa, cortadeira (plow ou shearer) ou minerador contínuo, transportador de frente (de corrente) ou scraper e suportes auto-marchantes no realce.
Manuseio com transportador de correia e shuttle car (carro transportador) nas galerias de transporte. Existem estudos para a utilização de minerador contínuo em rocha dura (P&H). O sistema de lavra por conjunto mecanizado teve seu apogeu nas décadas de 50 e 60, dando lugar posteriormente ao sistema de mineração com minerador contínuo. 
Lavra em avanço
- Esta lavra requer menor desenvolvimento prévio.
Lavra em recuo
- A lavra em recuo tem entradas simples usadas apenas por um painel, é mais barata e mais rápida, e requer menos mão-de-obra.
É ainda possível um sistema intermediário.
Figura 3: Exemplo de uma lavra em recuo
Fonte: Caving methods (métodos por abatimento)
Vantagens
Elevado grau de mecanização;
Grande produtividade (a maior em subsolo);
Grande recuperação na lavra;
Menor custo de produção em mina subterrânea, ao lado do block caving;
Segurança: trabalhadores ficam todo o tempo sob escoramento do teto.
Desvantagens
A altura de lavra é limitada pelo equipamento de corte;
Custo de manutenção elevado (tempo de transferência de equipamentos de um painel para outro);
Alto custo de investimento ou de capital;
Paradas resultam em grande variação na produção;
Camadas de espessura irregular dificultam a operação;
Problemas de emissão de metano em condições de alta produção;
Significativo desenvolvimento na preparação dos painéis de lavra;
Grande demora para troca de painel. Essa mudança leva de 10 a 30 dias para ser efetuada e é feita, em média de 1 a 3 vezes por ano.
Princípio de Funcionamento do método 
O “longwall” é um método de transição que já pode ser considerado um método de abatimento controlado do teto. O método é aplicado para camadas relativamente horizontais, depósitos de forma tabular no qual uma longa face de arranque é estabelecida entre duas galerias de entrada, e avança ou retrocede através de cortes paralelos à face, auxiliado pelo caimento completo do teto ou paredes laterais atrás dele.
O comprimento da face, ou frente, é medido em centenas de metros. 
A largura do local de trabalho é pequena e medida em metros.
A frente larga e mantida aberta por um sistema super pesado de macacos de teto que formam uma protecção (couraça) sobre a face. 
O comprimento da face, ou frente, é medido em centenas de metros. 
A largura do local de trabalho é pequena e medida em metros.
A frente larga e mantida aberta por um sistema super pesado de macacos de teto que formam uma protecção (couraça) sobre a face. 
Aplicação em carvão mineral e mineração de rocha dura 
Longwall em rochas duras
O método deve manter a integridade do piso e do teto. Capa e lapa devem ser compostas por rochas dura e competente. Suporte temporário (próxima à face) e permanente (prumos de madeira e/ou pilares de concreto) são usados para prevenir descontinuidades no realce. Utilizado em depósitos metalíferos, difere bastante do Longwall para carvão Dura. A lavra avança ao longo do strike, com o desmonte da face feito com o auxílio de explosivos. O minério desmontado é recolhido com um scraper e levado até um orepass. Durante o trabalho do scraper, o teto é escorado com suportes provisórios que são posteriormente substituídos por suportes permanentes de concreto.
Longwall em carvão 
O método de lavra Longwall é uma técnica de eficiência comprovada para a lavra subterrânea de jazidas de carvão sub-horizontais. A produtividade do LWM é superior aos outros métodos de lavra subterrânea de carvão (EIA, 2009).
A grande desvantagem do Longwall é a altura de lavra, que é limitada pelo equipamento de corte. Atualmente a altura técnica limite dos suportes hidráulicos e dos tambores é de 6 m, nos corpos de minério mais espessos que 6 metros, o volume acima desse limite não é lavrado sendo abandonado.Além disso, jazidas com espessura acima de 4 ou 5 metros são lavradas geralmente apenas até a altura limite técnica dos equipamentos de corte padrão (entre 3 ou 4 m), devido aos problemas de estabilidade da frente e ao alto custo dos maiores cortadores e suportes hidráulicos (Hebblewhite e Cai, 2004).
Na mineração de carvão não é mantida a integridade do teto imediato acima do carvão recém-minerado. Esse teto deve desplacar do teto principal, separando-se em blocos e caindo no vazio deixado atrás da linha de suportes.
O processo de desplacamento é acompanhado de empolamento (50 %) e o teto imediato ocupa o vazio deixado pelo carvão minerado, actuando como um leito natural no qual o teto principal converge. O papel do teto imediato é desplacar e empolar, preenchendo o vazio minerado e retendo a convergência do teto principal, mantendo sua integridade.
Condições preferidas (além das já citadas):
Teto imediato do carvão constituído de folhelhos, siltitos ou outras rochas frágeis, com fraturamento suficiente para produzir desplacamento;
Teto principal competente, que possa deformar sem romper sobre o teto imediato já desabado;
Piso competente para suportar o esforço produzido pelos macacos.
Situações em que há vantagem na aplicação do método LW em relação ao C & P:
Teto ruim (frágil), inviabilizando parafusamento do teto;
Grandes profundidades (além de 500 m), gerando muita perda de carvão em pilares;
Espessura reduzida de camadas de carvão.
Operação/Lavra em carvão 
A lavra é feita com o auxílio de cortadores giratórios que vão fragmentando a camada de carvão. O carvão cai sobre uma calha de transporte e é transferido para um transporte contínuo. Uma característica muito atraente deste método é o sistema de protecção de teto que proporciona total segurança aos operadores. Os macacos hidráulicos avançam à medida que a camada de carvão é lavrada, criando um espaço sem sustentação na parte de trás que cai aliviando os esforços sobre o sistema. Após o término da mineração no painel, é necessário fazer a mudança do equipamento. Esta mudança leva de 10 a 30 dias para ser efetuada e é feita, em média de 1 a 3 vezes por ano. 
 
Figura 4: Método longwall em carvão 
Fonte: Caving methods (métodos por abatimento)
Vantagens de Longwall em carvão
Recuperação no painel maior que câmaras e pilares;
Alta taxa de produção e produtividade - acima de 100 ton/homem/turno de “face productivity” – a mais alta dos métodos subterrâneos;
Os menores custos de produção em minas subterrâneas (ao lado do block caving);
Maior facilidade de treinamento de mão-de-obra. Adequados às más condições do teto;
Geralmente produz carvão de melhor qualidade (menor diluição);
Melhores condições de ventilação e controle na eliminação de gases e poeiras;
Bom controle de subsidência;
É mais seguro - os trabalhadores ficam todo o tempo sob escoramento do teto.
Desvantagens do Longwall em carvão 
Não opera bem em camadas de espessura irregular;
Paradas resultam em grande variação na produção (alta produção / baixa disponibilidade);
Descontinuidades geológicas (falhamento ou problemas com o teto) podem causar longas paralisações;
Controle de poeira normalmente difícil;
Problemas de emissão de metano em condições de alta produção;
Variação e intermitência na produção entre frentes simultâneas causam sobrecarga no sistema de escoamento da mina;
Impacto nas construções da superfície (subsidência);
Alto investimento inicial em equipamentos;
Significativo desenvolvimento na preparação dos painéis de lavra;
Necessidade de um teto imediato que desabe após a retirada dos macacos de sustentação;
Grande demora para troca de painel;
Rock burst: problema em grande profundidade p.ex. além dos 750m.
Equipamentos básicos do Método Longwall
Cortadeiras
Tipo plow
É de cabo sem fim, com correntes movidas por motores montados em uma extremidade da face, é empurrada através da face. Usada para camadas mais brandas e menos espessas, gera menor quantidade de finos. Mais utilizada na Europa e nos EUA.
Figura 5: Cortadeira tipo plow
Fonte: www.ufrgs.br>DIA22>MANHA
Tipo shearer
Tem um ou dois tambores que trabalham sobre o transportador de frente, usadas principalmente na Austrália. O corte da face pode ser bidireccional (para cima e para baixo) ou unidireccional (de uma extremidade a outra).
Suporte hidráulico auto-marchante
Pode suportar de 240 a 480tf, no deslocamento mecânico, existe um cilindro horizontal que, num movimento avança a calha do transportador de frente, noutro avança o suporte (Silveira, 1987); existe o avanço por controle remoto (Dias, 2004) ou electro-hidráulico; 89% dos suportes usados são do modelo shield .
Figura 7: Suporte auto-marchantes
Fonte: Https://xa.yimg.com>aulaLongwall09
Carro transportador (Shuttle car)
Carro transportador, veículo com sistema próprio de descarga, geralmente sobre pneus, movido a diesel ou electricidade, usado para receber minério ou carvão do minerador contínuo ou do carregamento e transferi-lo para um ponto de carregamento em subsolo, como um alimentador-fragmentador, um sistema de trilhos ou de correia transportadora.
Figura 8: shuttle car
Fonte: Métodos de Lavra subterrânea PPGEM MIN 746
Minerador contínuo
É uma máquina de grande escala que opera a extracção e carregamento ao mesmo tempo. Funciona operando o desmantelamento do carvão através de brocas de carboneto de tungsténio. É responsável por 45% da mineração de carvão.
Figura 9: Minerador continuo
Fonte: www.cat.com>equipment
Comparação do método Longwall com o método Câmaras e pilares
Os métodos Longwall e de câmaras e pilar podem ser usado para mineração de carvão subterrâneo adequado. Longwall tem melhor recuperação de recursos (cerca de 80% em comparação com cerca de 60% para método câmara e pilar, menos consumíveis de apoio de teto são necessários, maior volume de sistemas de remoção de carvão, manipulação manual mínima e segurança dos mineiros é reforçada pelo fato de que Eles estão sempre sob o suporte hidráulico do teto quando extraem carvão. Câmaras e pilares: encaixante resistente, baixas profundidades. Longwall: material brando, regularidade de espessura.
Medidas de segurança para o método Long Wall
Conclusão 
Concluímos desta forma que, a mineração longwall é uma variante do método das câmaras e pilares em que existe uma melhor oportunidade para automação. Esse método aumentou capacidade produtiva. Um melhor controle do teto e uma redução no uso de equipamentos móveis aumentaram a segurança e saúde do pessoal. O sistema de transporte de carvão é mais simples, a ventilação é mais bem controlada mantida devido à grande quantidade de poeira e de metano produzido, e a subsidência da superfície é mais previsível. Ele também recupera mais carvão das camadas mais profundas do que a mineração de câmaras e pilares. Esse método tem provado ser mais eficiente que câmaras e pilares, com recuperação de cerca de 75%, mas o equipamento é mais caro e não pode ser usado em certas circunstâncias geológicas. Com o avanço da lavra, são instalados parafusos de ancoragem para evitar o colapso, apenas nas aberturas principais, praticando-se o abatimento nos painéis, atrás dos suportes.
Referencias Bibliográficas
Hibbert, C. Let’s talk longwall. Mining Perspectives for both worlds, v. 9, n. 1, pp. 3-11. 2005. 
CÉZAR, J. Apostila de Lavra Subterrânea. Recife, 2008.
Hebblewhite, B. K.; Cai, Y.I. "Evaluation of the Application of the Longwall Top Coal Caving (LTCC) Method in Australia", UNSW Mining Research Centre School of Mining Engineering, Sydney, Australia, 2004
Maia, J. Notas de Aula – Mineração IV, UFOP, pp. 91/94. 1979
Www.uky.edu , 2008
Http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAVeoAC/metodos-lavra-subterranea
www.tonto.eia.doe.gov
www.coaleducation.org
www.ufrgs.br>DIA22>MANHA
Https://xa.yimg.com>aulaLongwall09
www.cat.com>equipment
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