Método de Lavra Subterrânea: Alargamento de Recalque

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Universidade do Estado de Minas Gerais – UEMG
Unidade João Monlevade
Graduação Engenharia de Minas
Método de Lavra Subterrânea: Alargamento de Recalque
Orientador (a): Cláudia Duarte
Alice Costa
Guilherme Santos
Gregory Robson
Gustavo Oliveira.
João Monlevade
2019
Alice Costa
Guilherme Santos
Gregory Robson
Gustavo Oliveira 
	Método de Lavra Subterrânea: Alargamento de Recalque
Trabalho apresentado á matéria de desenvolvimento de mina do curso de Engenharia de Minas como requisito para obtenção de nota.
Orientador (a): Cláudia Duarte
 
 
João Monlevade
2019
Sumário
Introdução.................................................................................................................4
Desenvolvimento.......................................................................................................5
Princípio geral do método.................................................................................5
Aplicabilidade.....................................................................................................6 
Principais atividades de desenvolvimento da lavra........................................7
Resumo geral da lavra......................................................................................8
Exemplos de aplicação em minas....................................................................10
Vantagens do método.......................................................................................11
Desvantagens do método..................................................................................12
Fatores que influenciam na produção do método de recalque.....................13
Produtividade e custos......................................................................................14
Equipamentos usados nesse método.....................................................15
Considerações Finais..............................................................................................17
Referências bibliográficas......................................................................................18
Introdução
A alta demanda no mercado da mineração vem fazendo com que a lavra subterrânea apresente um crescimento proporcional à procura pelos bens minerais. O número de minas subterrâneas dentre as 200 mais produtivas no Brasil passou do número de 12 em um intervalo de 7 anos para cerca de 47 em 2012 (minérios & Minerales, 2012). A lavra subterrânea é bastante específica, merecendo atenção para que os recursos cada vez mais profundos possam ser extraídos convenientemente. Uma tendência global é o aumento da produção mineral em minas subterrâneas, devido à escassez de grandes corpos mineralizados mais próximos à superfície. Esse fato é um fator que motiva a busca por novas tecnologias que aumentem a recuperação de minério, diminuam a diluição e aumentem a produtividade do empreendimento. 
Existem várias minas a céu aberto se aprofundando e com possibilidade de transição para mina subterrânea. Sendo assim, este trabalho abordará o método de lavra subterrânea alargamento de recalque, sua aplicabilidade, suas vantagens e desvantagens e sua importância para o planejamento de futuras minas.
Desenvolvimento
Princípio geral do método
É um método de lavra ascendente, por tiras horizontais, em que o minério desmontado é mantido temporariamente no interior do realce, servindo de suporte para as encaixantes e de plataforma de trabalho para a perfuração, que é manual. O volume relativo ao empolamento do material desmontado é extraído durante o desmonte e o restante ao final da lavra, quando então, o realce fica vazio, sendo então abatido ou preenchido com estéril. Nesse método, a retirada do material fragmentado é regulada em função do avanço do desmonte, de tal modo que fique um espaço livre de 1,8 m a 2,2 m de altura, necessário ao trabalho de perfuração do corpo de minério. Para garantir a horizontalidade do minério desmontado, os chutes de descarga devem ser convenientemente espaçados (Germani, 2002).
Também chamado de método de armazenamento ou método de lavra estacionária, esse método se baseia em uma abertura vertical, isto é, feita praticamente segundo um plano vertical ou quase vertical, a um ângulo geral maior que o ângulo de repouso natural do minério desmontado.
Aplicabilidade: condições mais adequadas para aplicação do método
O método de recalque pode ser usado: quando o corpo de minério tem um mergulho que excede o ângulo de repouso natural, tem limites regulares e não é afetado pela permanência no alargamento. A rocha encaixante e o minério devem ser competentes (RMR maior que 60). Segundo Hustrulid (1982), é um método aplicável às seguintes condições:
Forma da jazida: tabular ou lenticular, mergulho e limites regulares, teor uniforme e alto;
Mergulho forte e uniforme, profundidade de 100 a 750m;
Tamanho da jazida: de 1 a 30 m de largura, extensão grande, alta uniformidade do minério.
Principais atividades de desenvolvimento para inicio da lavra
O principal objetivo do desenvolvimento é fazer acesso à jazida, permitindo a entrada de mineiros, equipamentos, suplementos, energia, ventilação e saída de minério e estéril produzido. Antes de se iniciar a fase da lavra, o desenvolvimento é limitado, tanto quanto possível, à construção de aberturas primárias ou principais. Nas minas subterrâneas, aberturas de pequeno tamanho são feitas a partir da superfície para interceptar o corpo de minério e eventualmente conectá-los com grandes aberturas de lavra. 
Atividades de desenvolvimento
Adoção do plano de aproveitamento econômico como documento, com risco de modificação ao longo do desenvolvimento;
Confirmação do método e plano geral de lavra;
Financiamento, baseado nos custos estimados do plano de aproveitamento econômico;
Aquisição da terra e dos direitos minerários, quanto necessário;
Elaboração dos Estudos de Impactos Ambientais (EIA) e Relatório de Impacto Ambiental (RIMA);
Obtenção da licença dos órgãos ambiental e mineral;
Provisão dos acessos de superfície, transporte, comunicação e energia;
Planejamento e construção da usina, incluindo todas as instalações de apoio técnico e administrativo;
Planejamento e construção do depósito de estéril e barragem de rejeitos;
Seleção dos equipamentos para desenvolvimento de lavra;
Recrutamento e seleção da força de trabalho;
Fechamento da mina
Resumo geral da lavra: ciclo operacional, etc.
A perfuração costuma ser feita através de carretas de perfuração tipo jumbo ou mini jumbos, carretas tipo wagon drill, eletro-hidráulicas ou pneumáticas ou de marteletes pneumáticos. Em geral são utilizados furos com diâmetros entre 40 a 45 mm (marteletes) ou 45 a 51 mm (jumbos e wagon drills). O carregamento do minério pode ser feito com carregadeiras rebaixadas tipo LHD a partir dos pontos de carga, quando são usados caminhões em sistemas sem chutes ou a partir de chutes ou carregadeiras tipo overshoot loader, quando se utilizam trens. O transporte pode ser feito por caminhões ou trens com vagões de pequeno porte. Quando são usados caminhões, estes são rebaixados e articulados e variam em capacidade, de 15 toneladas até 25 toneladas. Quando são usados trens, os vagões costumam ser do tipo granby com 4 toneladas a 8 toneladas de capacidade, em trens com 8 a 12 vagões por composição. 
Na prática, é decidido depois que a face é aberta e, na verdade, durante a mineração do stope, pela equipe de produção. Em circunstâncias normais, os furos de perfuração são preferidos - são mais simples e mais diretos e, portanto, convencionais. Após a perfuração, as operações são realizadas nesta ordem:
Carregamento explosivo
Empate de recalque
Jateamento
Barrando para baixo
Alguns destes (não muito)podem ser feitos durante a perfuração para poupar tempo. Diferentes operações neste método não são independentes umas das outras. Esta é uma das principais desvantagens do método de recalque. Furos horizontais podem dar resultados iguais ou melhores se o estiramento for largo o suficiente para permitir uma volta razoavelmente grande. Em tais casos, a fragmentação pode ser mais pobre. Acredita-se que seja um método de perfuração mais seguro, já que a ação da broca solta a rocha acima. O menor número de furos perfurados em cada rodada é a principal desvantagem do método de perfuração horizontal. A mecanicabilidade é limitada por causa do espaço limitado, piso e tetos irregulares e soltos e a possibilidade de perfuração apenas de furos curtos. Apenas treinos manuais ou ocasionalmente pequenos jumbos são usados ​​neste método. O recalque é talvez o nível mais baixo de mecanicabilidade entre todos os métodos de mineração subterrânea. O suporte das paredes no stope pode ser conseguido usando parafusos de rocha ou deixando pilares. Se os pilares são deixados no stope, eles devem ser o menor possível e ser deixados em sucessão vertical entre os sorteios. Pontos para que o fluxo de minério para baixo não seja prejudicado. O suporte temporário da face é feito ocasionalmente usando parafusos de rocha, tela de arame, concreto projetado ou injeção de massa. Esses materiais devem 
ser de um tipo que se parta facilmente na pilha e, portanto, não impedem a extração de minério. As rochas podem causar dificuldades na usina de processamento mineral, por exemplo, em britagem ou moagem. Ao contrário da parada subnível, o desenho de contração é uma parte essencial do processo de mineração. Pode ser feito após a detonação ou após a perfuração. Os dois sistemas possíveis são:
Broca-encolhedora
Broca-Encolhimento
Na prática, o segundo sistema é preferido, uma vez que a superfície de trabalho produzida por decapagem é mais suave do que a proporcionada pela retração. Isso é ainda mais verdadeiro quando a detonação é controlada de modo que as partes inferiores da pilha sejam preenchidas com mais minério resultante da detonação. Como resultado do recalque, os cones de subsidência são produzidos. Portanto, o padrão de perfuração e o timing do jateamento devem ser organizados de forma que o minério quebrado preencha esses cones. Isto é particularmente verdadeiro em paragens e paradas com um mergulho mais baixo do que o ideal. Uma superfície irregular também é produzida quando um maior espaçamento de tração pontos é praticado. Nestes casos, talvez o ciclo preferido deva ser adotado. Na prática, o minério quebrado no stope pode estar em um ângulo, consideravelmente maior do que o ângulo de repouso, devido a fatores como compactação, cimentação das peças de minério, compressão de parede e geralmente confinamento espacial. Um problema sério existe quando a ponte ou o desencontro ocorre durante o encolhimento do minério. Se tais vazios ocorrerem e não forem detectados, eles podem se mover durante a perfuração pela influência da água e vibração das brocas. Em tais casos, os minérios podem ser engolidos. Portanto, o recalque deve ser feito por pessoal autorizado e observado cuidadosamente. Se ocasionalmente ocorrerem travamentos, o problema normalmente é solucionado com o vazamento de água. Mas se eles ocorrem regularmente, o sorteio o design dos pontos deve ser modificado. Existem muitas variações detalhadas no método. Por exemplo, o recalque do orifício de explosão é onde um aumento é conduzido para cima e furos horizontais são perfurados no minério.
Exemplos de aplicação em minas (Brasil e Mundo)
Por ser um método de ciclo operacional relativamente simples e muito adequado para pequenas minas, o método por recalque já foi o mais usado na lavra subterrânea de rocha dura no passado. Além disso, ele era frequentemente selecionado por requerer pequeno investimento de capital, em máquinas principalmente, e ter recuperação geral de até 75% (durante a lavra, 85%-95%; durante a recuperação de pilares, 60%-80%) (Hartman; Mutmansky, 2002) e uma taxa de produção razoável. Além do ciclo operacional relativamente simples, esse método requer muito pouco escoramento e dispensa paleação. Também foi adotado nas minerações de tungstênio no Norte do Brasil, na mina de fluorita de Panelas (PE) e na mina de cobre de Camaquã, em Caçapava do Sul (RS)
O método foi empregado no Brasil em algumas minas metálicas: Várias minas de Morro Velho, ouro, hoje da Anglo Gold, na região de Nova Lima, Minas Gerais, atualmente em revisão dos projetos; São Bento, ouro, da Eldorado, em Santa Bárbara, Minas Gerais; Itapicuru, da Anglo American, em Jacobina, Bahia, hoje paralisada.
Vantagens do método
Recuperação: alta, de 75 a 80%;
custo de desenvolvimento;
simples para perfuração e carregamento.
Permite lavrar corpos estreitos;
Baixo custo de desenvolvimento e na ventilação;
Equipamentos simples para perfuração e carregamento;
Boa recuperação;
Pequena despesa com madeiramento;
Possui um trabalho e desenvolvimento simples;
Grandes blocos podem ser rebentados no alargamento, prevenindo o entupimento dos chutes;
Além de grande número de homens poderem trabalhar com segurança no alargamento e permite lavrar com menor investimento que no outros métodos;
Desvantagens do método
Atualmente este método vem caindo em desuso devido à busca por maiores produtividades, devido às dificuldades operacionais como perfuração manual, e também porque o retorno financeiro é demorado. 
Produtividade baixa (4 a 15 t/homemxhora).
Diluição: pequena (menos de 10%).
segurança de pessoal que trabalha dentro do stope.
O minério desmontado permanece como material de enchimento;
O controle do teor do minério pode ser difícil;
Não é um método de alta produção;
Problemas de segurança de pessoal que trabalha dentro do stope.
Ocorre sempre esfoliação do estéril e consequente diluição do minério;
Não se aplica a minérios sulfetados e quando se inicia o alargamento tem que se continuar com o minério selecionado e são rígidas as suas condições de aplicação.
Não podendo assim selecionar outros tipos de minério no alargamento;
2.8. Fatores que influenciam na produção do método de recalque
O método avança para cima, mantendo um teto relativamente plano. Em alguns casos, outras formas podem ser feitas: onduladas, recuadas ou inclinadas. Os principais fatores que afetam isso podem ser:
Localização do Drawpoint
Largura da veia
Acesso ao Stope
Esquema de ventilação
Maquinário
2.9. Produtividade e custos
Produtividade e custos no método de recalque são mais variáveis ​​do que em qualquer outro método subterrâneo. Condições menos favoráveis ​​seriam veios rígidos e estreitos e irregulares. Nesses casos, a produtividade poderia ser de apenas 10 toneladas por turno de produção. Os custos podem ser de US $ 30 a 40 por tonelada. Em condições mais favoráveis, a produtividade poderia chegar a 200 toneladas por deslocamento de produção e custo de cerca de US $ 3-4 por tonelada. Em condições desfavoráveis, onde a mecanizabilidade é limitada, a produtividade e os custos estão diretamente relacionados à habilidade dos mineradores. Em tais casos, a contratação de peças é o sistema mais eficaz. Geralmente, a produtividade e os custos são muito sensíveis às dimensões do extrator e à dureza do minério. Em condições mais favoráveis, onde paradas maiores e mais regulares podem ser adotadas e alguma mecanização pode ser aplicada, então o desempenho e a disponibilidade da máquina são os fatores-chave. Nesse caso, a especialização de mão de obra é a regra. Nestas condições mais favoráveis, os principais fatores operacionais para atingir níveis de produtividade aceitáveis ​​são:Seleção cuidadosa de equipamentos
Treinamento abrangente de pessoal
Programa de manutenção e supervisão de operadores
Programa detalhado e cuidadoso de agendamento
Tendo em vista as limitações impostas à aplicabilidade do método de recalque e, principalmente, a variabilidade dos diferentes resultados, principalmente os custos, sugere-se que:
Depósitos são analisados individualmente
Se os custos forem marginais, conclua mineração de um stope antes de desenvolvimentos de escala completa ser realizados para toda a mina.
 
2.10. Equipamentos usados nesse método
Equipamentos;
 Perfuração: Inicialmente é difícil mecanizar a operação de perfuração, pois a plataforma de trabalho é o próprio minério desmontado. Os equipamentos mais utilizados são as perfuratrizes manuais Stopper e Jack- Leg; Nesse caso homens e equipamentos trabalham no interior dos realces/blocos de lavra. Atualmente pode ser utilizada uma variação, em que equipamentos mais modernos e produtivos de perfuração permanecem fora das frentes de desmonte. 
-Carreta de perfuração tipo jumbo:
-Carregadeira rebaixada LHD:
-Vagões tipo granby:
Considerações finais
A tendência atual da lavra subterrânea é adaptar-se ao crescimento da demanda de minérios no mundo. Isso leva as empresas a investirem cada vez mais em estudos geotécnicos e geológicos, buscar tecnologias disponíveis no mercado para reforço e suporte das escavações, que geram melhor estabilidade proporcionando uma menor diluição, maior recuperação, consequentemente melhor produtividade. Assim, o método de lavra subterrânea por recalque, devido a sua baixa produtividade, só é satisfatória sua escolha se o mineral possuir alto valor econômico.
4. Referências bibliográficas
ALVARENGA, Josmar de Freitas. Estudo dos índices operacionais da lavra subterrânea no Brasil. 2012.
CURI, Adilson. Lavra por recalque. In: CURI, Adilson. Lavra de Minas. Sao Paulo: Oficina de textos, 2017.
Germani, D. J. A mineração no Brasil. Relatório final ao PNUD. Rio de Janeiro, 2002.
GAMA, DIMAS C. Mineração Subterrânea. Universidade Técnica de Lisboa –V Congresso Brasileiro de Mina Subterrânea. Ibram. Belo Horizonte. 25 de dezembro de 2008. Disponível em:<http://www.ibram.org.br/sites/700/784/00001764.pdf.
ALVARENGA, JOSMAR DE FREITAS. Estudos de Índices Operacionais da Lavra Subterrânea no Brasil. Universidade Federal de Ouro Preto-UFOP. Dezembro de 2012. Disponívelem:<http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/3493/1/DISSERTA%C3%87%C3%83O_Estudo%C3%8dndicesoperacionais. pdf.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. Lavra Subterrânea. Reprodução visual, aula 1. Disponívelem:<http://www.ct.ufrgs.br/laprom/Lavra%20subterranea%20aula%201. pdf.
https://pt.slideshare.net/osmarportela3/desenvolvimento-mineiro-58854138
https://www.passeidireto.com/arquivo/2740558/resumo-2-prova