207722796 139540837 desenvolvimento de lavra subterranea, Notas de aula de Avaliação de Desempenho. Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)
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lean12514 de Fevereiro de 2015

207722796 139540837 desenvolvimento de lavra subterranea, Notas de aula de Avaliação de Desempenho. Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)

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INTRODUÇÃO

SUMÁRIO

Introdução................................................................................................ 01

Aberturas e acessos em minas subterrâneas....................................... 02

Desenvolvimento e projeto da mina....................................................... 07

Mineração Caraíba S.A.... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 11

Layout do desenvolvimento da mina Caraíba...................................... 12

Equipamentos utilizados na Mineração Caraíba.................................. 13

Fluxograma de produção da mina Caraíba........................................... 14

Conclusão................................................................................................ 15

Referências Bibliográficas...................................................................... 16

INTRODUÇÃO

Este relatório tem por objetivo mostrar os passos necessários para o

desenvolvimento de uma mina subterrânea que permitem o acesso a mesma e

possibilitam a explotação de áreas mineralizadas através de planejamentos bem

elaborados que visam alcançar os depósitos minerais.

Serão abordados as principais vias de acesso e suas devidas

classificações, que foram divididas segundo sua importância, sempre que possível

apontando os fatores que condicionam sua utilização. Principalmente alguns

critérios que determinam o desenvolvimento e o projeto de uma mina. Também

será mostrado como é feito o desenvolvimento na mina Caraíba.

2

ABERTURAS E ACESSOS EM MINAS SUBTERRÂNEAS

A mineração subterrânea consiste na variedade e versatilidade dos

métodos de encontrar condições que permitam a exploração de um deposito

mineral que por ventura seria economicamente inviável sua exploração a céu

aberto. Consiste em técnicas empregadas à recuperação de minerais que se

encontram abaixo da superfície da terra, por sua vez exige um planejamento mais

elaborado para conseguir o acesso nas áreas mineralizadas, no qual é necessário

o desenvolvimento de chaminés verticais, galerias horizontais, rampas entre

outros.

Consiste na técnicas empregadas à recuperação de minerais que

encontram-se abaixo da superfície da terra. Exige um planejamento mais

elaborado para conseguir o acesso nas áreas mineralizadas, para o qual é

necessário o desenvolvimento de chaminés verticais, galerias horizontais, rampas

entre outros. Que possibilitam a explotação de um depósito mineral que seria anti-

econômico a céu aberto.

Aberturas Subterrâneas: São vias de acesso que podem ser classificadas em três categorias

conforme sua ordem de importância, são elas:

 Primária: Shaft e Rampa;

 Secundária: Centrais de níveis

 Terciárias: Desenvolvimento lateral ou abertura no painel (Travessas,

Rampas, Chaminés, etc).

3

Vias de acesso

Primária Shaft e Rampa

Secundária Centrais de Níveis

Terciária Desenvolvimento

lateral

Normalmente estas vias de acessos não são conectadas a superfície,

exceto as primárias, as secundárias e terciárias para promover ventilação natural

ou passagem do estéril ao interior da mina.

Figura 1. Visão de uma mina subterrânea

Primária:

Shaft (poço) Consiste de um poço vertical, ligado às bernas dos diversos bancos por

travessas, o minério desmontado em cada banco é transportado horizontalmente

até o poço e despejado em silo, içado até a superfície para carregamento e

transporte por caminhões ou vagões. O acesso é representado por esses

conjuntos de vias indicado na figura 02, alem de rampas auxiliares, ligando as

várias bernas, e que pode ser consideradas como desenvolvimento subsidiário.

4

Figura 2. Acesso por Shaft

Rampa ou Planos Inclinados O desenvolvimento de uma rampa permite a conexão entre dois níveis

diferentes. É utilizado para minas de poucas profundidades, como mostra a figura

02. A inclinação das rampas está normalmente entre 1:7 e 1:10, o que torna

possível a utilização de equipamentos sobre pneus, que proporcionam um avanço

mais rápido e fácil.

Figura 3. Acesso por rampa.

5

Secundária:

Centrais de Níveis É utilizado quando existem condições topográficas favoráveis.

Terciária:

Divisão Vertical da jazida A lavra de uma jazida de razoável potência e extensão e profundidade

requerem que se tomem unidades menores para o desmonte e manuseio do

material desmontado. A divisão vertical do corpo é obtida mediante planos

horizontais, abstratos, denominados níveis.

Divisão Horizontal da jazida As próprias tiras contribuiriam unidades ainda muito volumosas para

desmonte subterrâneo, pois embora da altura limitada, a seção horizontal se

estenderia por toda a largura e pela extensão (em direção) do corpo no horizonte,

considerado.

Critérios para divisão em níveis e fatores influenciantes.

Os níveis são lavrados, geralmente em ordem descendentes, os subníveis e tiras,

quase sempre em ordem ascendentes.

A importância do nível depende do desmonte e transporte do minério que o

possibilita.

Os fatores que podem influenciar o afastamento dos níveis:

 Custos de execução e de manutenção;

 Altura içamento;

 Tipo de minério ou material útil;

 Rapidez de lavra;

 Manutenção do céu da mina;

 Métodos de lavra;

6

 Mergulho da jazida;

 Regularidade do corpo;

 Natureza e extensão do transporte horizontal;

7

DESENVOLVIMENTO E PROJETO DA MINA

De acordo com os altos custos e as diversas dificuldades durante o

desenvolvimento de uma mina, torna-se necessário então que faça estudos pré-

liminares antes da elaboração de “Layouts” de preparação e explotação.

Considerando a complexidade e os altos custos de uma mineração subterrânea,

alguns estudos devem ser feitos anteriormente para se ter uma boa exploração da

mina.

Geologia Envolvendo a própria natureza e condições dos terrenos trabalhados

afetam substancialmente todos os trabalhos seus custos, prazos, manutenção. As

informações possuídas condicionam a próprias modalidades dos

desenvolvimentos principiais.

Distribuição de valores A ocorrência de concentrações valiosas na jazida especialmente nas faixas

ricas influencia muito diretamente a locação do desenvolvimento. Com essas

concentrações representam os únicos trechos lavráveis do corpo.

Topográficos Em grandes ravinas existem suficientes minérios mais elevados para

justificar economicamente a execução de um túnel destinado a extração, antes as

atuais produções elevadas. Quando o mergulho do corpo não é grande as

condições topográficas poderão favorecer acesso por túnel ou por poço vertical,

se este mergulho é maior até cerca de 500 ou 600 , há a alternativa de poço

vertical ou plano inclinado. Para mergulho menor que 120, plano inclinados com

trilhos e guinchos são pouco indicado, mais, poderão servir para uso de

caminhões, correias transportadoras.

8

Profundidade da Jazida Uma mina é considerada pouco profunda se a profundidade de lavra é

inferior a 500m , ou 500 a 1000m é medianamente profunda, para mais de 1.000m

é classificada muito profunda. Se a jazida é bem conhecida antes de se iniciarem

os desenvolvimento, o acesso aos vários níveis pode ser bem planejado. Para

profundidade superior a 2.000m recorre-se usualmente a poços verticais em

série.

Drenagem e esgotamento Um desenvolvimento adequado poderá reduzir apreciavelmente dispensa

de drenagem (escoamento natural ) ou de esgotamento (escoamento mecânico ),

vultosas em minas com grandes infiltrações.

Ventilação da mina A obtenção de conveniente ventilação de serviços subterrâneos poderá

exigir serviços especiais, com essa finalidade exclusiva ou afetar

substancialmente o traçado e dimensões dos usos de transporte que acumulam

essa função.

Transporte do minério O meio de transporte está também intimamente ligado com o modo de

carregamento subterrâneo do material desmontado, constituindo um conjunto

indissociável.

Número de locação das vias de acesso O número e locação das vias principais de acesso são intimamente

correlacionados, para obter transporte rápidos e econômico, boa ventilação,

esgotamento e rápido acesso de homens e materiais de frentes de trabalho.

9

Figura 4. Locação de minério e estéril

Fatores econômicos:

1. Extração diária visada ela poderá ultrapassar capacidade conveniente de

um único poço ou túnel.

2. Características do Corpo, tais características como (extensão,

profundidade, potência, regularidade, continuidade, distribuição de zona

ricas, etc..) aliados

3. As condições superficiais, influenciam muito na economia da locação e

quantidade de acessos adequados a lavra.

4. Natureza do transporte subterrâneo é evidente que a natureza e o vulto do

transporte em cada nível condicionam uma distância econômica para o

mesmo.

5. Locação Superficial do acesso, um acesso subterrâneo não deve ter o seu

inicio, superficial, em local que ofereça possibilidade de inundação por

tempestades, represamento de água ou outras eventualidades.

10

6. Método de lavra sua influência é indispensável uma vez que os acessos

são muito condicionados ao sistema de lavra adotado. Assim em lavra por

método de abatimento os acessos terão de ficar fora das áreas sujeitas a

subsidência. Em todos os casos teremos de considerar a segura

manutenção desses acessos, imobilização de pilares

7. O material útil, conjugação dos acessos com as centrais subterrâneas de

transporte.

8. Limites da propriedade ou concessão poderá assumir relevante influência

econômica servidões, despesas da desapropriações, concessões mineiros

confinantes, litígios judiciais.

11

MINERAÇÃO CARAÍBA S.A.

A mina caraíba é constituída por um conjunto de rochas

máfico-ultramáficas diferenciadas, intrudidas, supostamente sob a

forma de si l l sintectônico a fase 1 de deformação, em um conjunto de

rochas de natureza supracrustal que vão de gnaisses bandados até a

presença de calcossil icatadas, mármores e rochas graníticas e

pegmatóides, conferindo ao corpo um aspecto de lentes irregulares.

O projeto de aproveitamento das reservas, em profundidade, da Mina

Caraíba, consiste em realces com 55m de altura para o painel III, 60m m de altura

para os painéis IV e V e 40m para o VI painel. Numa primeira instância os realces

foram concebidos com largura de 20m. Devido a grande incidência de

desplacamento das paredes laterais e teto dos realces, foi redefinida a largura

para 15m para os realces dos painéis IV,V e VI, e comprimento máximo 45m, após

um estudo de modelamento numérico. Entre o III e IV painel foi deixado um pilar

de 25m. Entre os painéis:IV-V, V-VI, não existe pilares, com lavra ascendente de

tal forma que as carregadeiras trabalhem no painel superior sobre o piso de

enchimento pastefill, deixando com plataforma de trabalho.

Os pilares verticais entre realces têm 15m de largura e serão recuperadas

conforme seqüência de lavra. O traçado dos realces foi determinado com base no

modelo geológico do corpo mineralizado. A disposição geométrica adotada para

os realces foi preferencialmente no sentido E-W. Esta disposição visa atender

recomendações geomecânicas de se desenvolver a maior dimensão das

escavações na direção da tensão principal máxima. Os realces são todos

paralelos entre si, ficando entre eles um pilar de 15m de largura, 55m a 60m de

altura e comprimento de até 40m, onde ocorre a lavra secundaria.Após a lavra dos

realces adjacentes e enchimento dos mesmos, os pilares serão recuperados.Num

terceiro momento após enchimento dos pilares e realces, serão lavrados os pilares

entre painéis (sill pillar), utilizando o enchimento como piso para lavra do minério

que ficou no topo do painel.

12

Figura 5. Disposição dos painéis de lavra da Mina Caraíba.

13

“CROWN PILLAR”

“SILL PILLAR”

“SILL PILLAR”

“SILL PILLAR”

I - PAINEL LAVRADO

II - PAINEL LAVRADO

MINA A CÉU ABERTOLAVRADO

III - PAINEL EM FINAL DE LAVRA

IV - PAINEL

VI – PAINEL EM LAVRA

V – PAINEL EM INÍCIO DE LAVRA

MINA SUBTERRÂNEA

RAMPA

GALERIA

“SHAFT”

MINA SUBTERRÂNEA

LAYOUT DO DESENVOLVIMENTO DA MINA CARAÍBA

EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA MINA CARAÍBA

EQUIPAMENTOS QUANTIDADE MODELO/CAPACIDADE Jumbo eletro hidráulico 2 Migmatic Tamrock com 2 lanças

Raiser Borer 1 82 RH-ROBBINS/φ 3,00 e 1,80m Martelos 16 BBC17W, BBC 16 W –Atlas Copco

Carregadeira LHD 2 EJC 180 Carregadeira 1 Toro 150D

Caminhão rebaixado 2 JDT – 426 Jarvis Clark/26t/EJC 430D Britador de Mandíbulas 1 FAÇO – 12090 –340t/hora Correia Transportadora 665m Goodyear 42”EP-220/700t/hora

Guincho 2 ASEA – 3.200 Kw Gaiola 1 Transporte para 100 pessoas

Compressor Estacionário 3 Ingersol Rand/3.500 C.F.M. CENTAC Ventiladores Principais 5 Higrotec/110.000 C.F.M./250 HP Ventiladores Principais 3 DARMA/100.000C.F.M./200 HP

Motoniveladora 2 Caterpillar Scaler 1 Teledyne

Rompedor hidráulico 1 Teledyne Solo Tamrock 1 Tamrock

Caminhão Plataforma 4 Getman Caminhão Explosivo 1 Getman

Sonda 3 (2)MACH 700 –(1) Longyear 34 Caminhão rebaixado 50t 4 MT-5.000

Carregadeira 4 TORO 650D,01TORO 0010 Cubex Megmatic 5200 2 Cubex 5200

Rock Bolter 1 Secoma – TAMROCK Caminhão projetado 1 Teledyne

14

FLUXOGRAMA DE PRODUÇÃO DA MINA CARAÍBA

15

CONCLUSÃO

Através deste trabalho podemos observar alguns parâmetros que

determinam o desenvolvimento de uma mina subterrânea, bem como, a

necessidade de adotar técnicas corretas na abertura dos acessos, que são

criteriosamente selecionados de acordo com a profundidade e condições

topográficas do corpo mineralizado. Com isso podemos explorar uma mina com

maior rapidez e segurança diminuindo os custos de exploração e transporte da

mesma.

16

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Prof. Dr. Joaquim Maia - Curso de Lavra de Minas - Desenvolvimento. Edição da

Fundação Gorceix – 1980 – São Paulo / SP.

Atlas Copco - Manual do ar comprimido. São Paulo, McGraw- Hill do Brasil, 1976.

BRITO, Luis Gonzaga Silva- Intodução a lavra Subterrânea, 1992.

Internet:

www.minacaraiba.com.br

www.google.com.br

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