lavra subterranea

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCOCENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCINCIAS

    DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS

    APOSTILA DA DISCIPLINA:

    MTODOS DE LAVRA SUBTERRNEA

    Prof. Jlio Csar de Souza

  • Recife, janeiro de 2001

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  • PROGRAMA DISCIPLINA: MTODOS DE LAVRA SUBTERRNEA

    - Desenvolvimento

    - Classificao geomecnica de macios rochosos (propriedades ndice das rochas)

    - Estabilizao de galerias (dimensionamento de escoramento com madeira)

    - Desmonte a explosivo e desmonte mecnico

    - Abertura rpida de galerias

    - Carregamento e transporte

    - Extrao nos poos

    - Servios auxiliares e infra-estrutura

    - Diviso do jazimento

    - Lavra em avano e lavra em retirada

    - Geometria e sistemas dos mtodos de explotao

    - Classificao dos mtodos de explotao subterrnea

    - Critrios e orientaes para seleo do mtodo de lavra

    - Formas de trabalho (arranque)

    - Grupo I: Explotaes com sustentao natural- Cmaras e pilares (room and pillars stoping)- Cmaras vazias (open stopes)- Vertical crater retraet (VCR)

    - Grupo II: Explotaes com sustentao artificial- Cmaras-armazm (shrinkage stopes)- Explotaes com escoramento de madeira (square set methods, timber supported stopes)- Corte e enchimento (cut and fill, undercut and fill)- Frentes largas (longwall)

    - Grupo III: Explotaes com abatimento do teto- Caimento de blocos (block caving)- Caimento de subnveis (sublevel caving)

    - Apropriao de custos em minerao subterrnea

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  • 4

  • DESENVOLVIMENTO SISTEMTICO

    Elementos estruturais envolvidos:

    - Poos, tneis, plano inclinado, galerias principais, transversais, acesso produo,

    chamins, passagens de minrio, passagem de material de enchimento, etc.

    Definio: servios mineiros empreendidos para facultar a lavra de uma jazida. Constituem a

    terceira fase da minerao:

    Prospeco Explorao Desenvolvimento Lavra

    Finalidade: preparao para a lavra.

    Servios Necessrios para sua eficincia e segurana: vias de acesso, transporte, ventilao,

    esgotamento de gua, diviso do corpo em unidades de desmonte, depsitos e silos, etc.

    Freqentemente os desenvolvimentos ocorrem simultaneamente lavra e podem possuir

    caractersticas exploratrias do corpo mineral.

    Explorao => desenvolvimento: basta que o corpo esteja convenientemente explorado e

    que se conheam suas caractersticas (potncia, mergulho, distribuio de teores, etc)

    A lavra iniciada to logo o desenvolvimento esteja suficientemente adiantado para

    permitir os trabalhos de explotao, ou seja: foi atingida a frente de lavra, foram

    construdas as vias de transporte dos produtos, existe ventilao adequada. O incio da

    lavra importante para amortizar os investimentos no desenvolvimento da mina.

    Os acessos geralmente so de dimenses maiores e mais regulares que as aberturas

    exploratrias e normalmente so locados no estril.

    Tipos de desenvolvimento:

    - Cu aberto ou subterrneo;

    - Prvios ou simultneos lavra;

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  • - Sistemticos ou supletivos;

    - Produtivos ou obras mortas;

    - Puros ou exploratrios

    Desenvolvimento sistemtico: executado em coordenao com o mtodo de lavra escolhido

    e com a produo diria visada; deve prover acesso aos vrios horizontes da jazida (para

    desmonte; transporte de material desmontado; entrada de pessoal, equipamentos e materiais;

    passagem de reenchimento; ventilao; esgotamento; etc), dividir o corpo de minrio em

    unidades de desmonte e prover aberturas ou depsitos (para manobras, colocao de guinchos,

    bombas, transferncia de minrio, oficinas subterrneas, refeitrios, chutes, etc).

    Dois grupos principais de servios:

    - vias principais de acesso

    - desenvolvimento lateral (ligao das vias principais de acesso e os demais servios

    mencionados travesses)

    Desenvolvimento supletivo: ditado por convenincias locais; pode resultar de imposio

    (Ex: necessidade de proviso de entrada para enchimento, ventilao, esgotamento, etc).

    Quando executar? O desenvolvimento s dever ser iniciado aps a obteno da concesso

    de lavra e da imisso de posse da jazida.

    Desenvolvimento x Lavra

    H um desenvolvimento simultneo, acompanhando a lavra da jazida (sistemtico) a medida

    das convenincias e imposies locais (supletivo) Pode ser sistemtico ou supletivo. O

    desenvolvimento s cessa com a prpria lavra.

    Na minerao subterrnea os acessos principais costumam ser prvios, mas h sempre

    desenvolvimentos que ocorrem paralelamente lavra.

    A importncia do desenvolvimento grande, pois o mesmo afeta diretamente o custo de

    produo, a produtividade alcanada nos realces e a segurana e higiene na lavra.

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  • Desenvolvimentos principais (vias de acesso e algumas subsidirias): so condicionados pelos

    princpios fundamentais da lavra, mas oferecem certa flexibilidade quanto aos mtodos de

    lavra: vrias mudanas so possveis com a evoluo da lavra aps a abertura dos acessos. Em

    alguns casos impossvel a mudana no que se refere s divises das unidades de desmonte,

    traado das centrais de transporte, transferncias, chutes, etc.

    Os acessos dependem da produo diria planejada, meios de transporte utilizados, veculos

    em circulao no subsolo, equipamentos empregados na lavra, etc.

    Em lavra subterrnea a adaptao muito difcil e onerosa, quase sempre impondo a

    construo de novos acessos.

    Finalidades do desenvolvimento sistemtico

    - Acessos jazida (poos, galerias principais, planos inclinados, tneis)

    - Penetrao at encontrar o corpo mineral a ser lavrado (poos cegos, galerias estreitas)

    - Fracionamento da jazida em vrios setores de produo (galerias de nvel, galerias

    principais).

    Vias de acesso

    So desenvolvimentos bsicos que permitem atingir a jazida em um ou vrios horizontes e o

    escoamento das substncias teis desmontadas. Normalmente requerem complementao por

    desenvolvimentos subsidirios.

    Ex: Tnel => acesso direto a um nico nvel

    Poo: acesso direto a vrios nveis

    Em muitos casos a finalidade de uma via de acesso apenas ventilao ou esgotamento (via

    de acesso subordinada).

    Tipos de acesso:

    a) Terrenos planos ou pouco inclinados

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  • 1) Corpos verticais ou horizontais => poo vertical;

    2) Corpos inclinados => poo vertical (lapa, capa ou transio); poo composto

    (vertical seguido de parte inclinada obsoleto);

    b) Terrenos acidentados

    - Poo vertical (lapa, capa, transio, no minrio);

    - Plano inclinado (lapa, capa, no minrio);

    - Tnel (cabeceira, travessa).

    Rampas helicoidais acesso supletivo de homens e equipamentos descidos e subidos em

    nibus e caminhes.

    Nmero mnimo de acessos em funo da segurana e ventilao: 2 (dois), s vezes 1

    acesso destinado somente ventilao. Freqentemente h vrios acessos importantes da

    mesma natureza ou de tipos diferentes.

    Tendncia mais recente: descer minrio para um nvel inferior atravs de cadas de

    minrio (ore passes) onde o mesmo britado, escoado por correias transportadoras atravs

    de plano inclinado, mesmo em terrenos planos e corpos horizontais (desde que no muito

    profundos).

    Escolha do tipo de acesso

    1) Preliminarmente: jazida est explorada ou no?

    2) Os acessos sero traados no estril ou no minrio?

    No minrio: - servios fornecem material til que pode minorar as despesas envolvidas

    - material geralmente mais macio que encaixantes (escavao mais barata)

    - necessidade de deixar pilares de proteo no minrio

    - ficam sujeitos interferncias ocasionadas durante a lavra

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  • No estril: - galerias podem ser mais retas e menos extensas (transporte mais rpido)

    - so mais regulares e evitam imobilizao de minrio em pilares laterais

    - a regularidade favorece muito a ventilao

    - os greides so mais uniformes -> menor custo de manuteno

    - maior facilidade de execuo de chutes para o minrio

    - requerem travessas para atingir o minrio nos pontos desejados

    3) Tnel X Poo vertical

    A opo depende muito das condies topogrficas locais e profundidade do minrio.

    Tnel:

    - execuo mais rpida e mais barata que os poos verticais

    - servem de drenagem dos terrenos mais altos

    - no requerem guinchos nem torres de extrao

    - prospectam as rochas encaixantes (tneis-travessa)

    - podem facilitar o transporte para o exterior da mina (emprego de veculos pneumticos,

    correias transportadoras, cabos sem fim, tubulao de polpa, carros de mina, com grande

    flexibilidade de meios).

    - Para extrao de minrio em nveis inferiores ao tnel so necessrios guinchos (a

    abertura de casas de guincho em subsolo muito cara)

    Poo vertical:

    - mais curto do que o tnel

    - conservao mais barata

    - velocidade de transporte maior

    - possui maior capacidade especfica de transporte (ton extravel/m2 de seo vertical)

    - deve-se evitar terrenos desfavorveis (depresses, drenagem, etc)

    H casos de tneis supletivos para ventilao, drenagem, etc => ditos

    4) Poo vertical X Plano inclinado

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  • A tendncia atual pende para o poo vertical a menos que possam ser utilizadas correias

    transportadoras ou no caso de corpos pouco inclinados e a baixa profundidade.

    Caso especial de rampas helicoidais para acesso de grandes equipamentos em minas

    subterrneas altamente mecanizadas.

    Fatores determinantes:

    - profundi