OPERAÇÃO DE LAVRA DE MINAS E OPERAÇÕES PRINCIPAIS DE OBTENÇÃO DE MATERIAIS SUBSEQUENTES À MINERAÇÃO.

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COLÉGIO TÉCNICO ÊXITO- NIQUELÂNDIA - GOIÁS

APOSTILA COMPLEMENTAR

PARA A DISCIPLINA DE OPERAÇÃO DE LAVRA DE MINAS E OPERAÇÕES PRINCIPAIS DE OBTENÇÃO DE MATERIAIS SUBSEQUENTES À MINERAÇÃO.

 

INDICADA PARA TERCEIRO MÓDULO DO CURSO TÉCNICO EM MINERAÇÃO

FUNDAMENTOS DE OPERAÇÃO DE LAVRA DE MINA E OPERAÇÕES SUBSEQUENTES

Introdução: A mineração é uma atividade que é e continuará sendo a principal provedora de materiais para a humanidade. A indústria de mineração, como qualquer outro empreendimento capitalista, tem por objetivo econômico básico maximizar a sua riqueza futura. Entretanto, a indústria de mineração é caracterizada por visar o aproveitamento econômico de um bem de capital exaurível e não renovável,o que a diferencia das demais indústrias. Os desafios técnicos, sociais e ambientais que se colocam para a índustria mineral, em nível mundial, requerem o aperfeiçoamento e o continuo desenvolvimento de novos métodos de mineração e de processamento de minerais que permitam minimizar os impactos ao meio ambiente e, ao mesmo tempo, fornecer os recursos necessários para a economia.  A mineração é a atividade econômica também designada, num sentido mais amplo, como indústria extrativa mineral ou indústria de produtos minerais, se define na classificação internacional adotada pela Organização das Nações Unidas (ONU) como a extração, elaboração e beneficiamento de minerais que se encontram em estado natural sólido, como o carvão e outros; líquido, como o petróleo bruto; e gasoso, como o gás natural. Nessa acepção mais abrangente, inclui a exploração das minas subterrâneas e a céu aberto, as pedreiras e os poços, com todas as atividades complementares para preparar e beneficiar minérios e outros minerais em bruto: trituração, lavagem, limpeza, classificação, granulação, fusão, destilação inicial e demais preparativos necessários à comercialização dos produtos sem alterar sua condição primária. A indústria de mineração é caracterizada por visar o aproveitamento econômico de um bem de capital exaurível e não renovável, o que a diferencia das demais indústrias. Assim, a maximização da riqueza futura deve se realizar em um período definido, ou seja, durante a existência do bem mineral que lhe deu origem. Um Projeto de Mineração é o conjunto de estudos necessários à implantação de uma indústria de mineração, como acima definida. Estes estudos abrangem especialidades da Engenharia de um modo geral, e a condução do Projeto de Mineração ao êxito objetivado é fortemente dependente da correção com que os referidos estudos forem realizados, dando a cada um deles a importância que o mesmo requeira. Exemplificando, podemos dizer que a correta seleção do equipamento de lavra - um dos estudos que compõem um Projeto de Mineração - deve ser conduzida com toda a atenção, no caso em que existam várias alternativas tecnicamente viáveis, procurando selecionar aquela que conduza a resultados economicamente mais interessantes. Entretanto, devemos ressaltar a importância fundamental de que se reveste o conhecimento geológico da jazida, por constituir a base em que repousa todo o empreendimento mineiro. Evidentemente, o perfeito conhecimento da jazida só se adquire quando a mesma é exaurida. Existe, no entanto, um estágio de conhecimento mínimo da jazida - a ser atingido ainda na fase da pesquisa - afetado de um erro suficientemente pequeno para garantir, com segurança, a implantação do Projeto com êxito. Assim, a correta interpretação da estrutura da jazida, sua reserva, seus teores e distribuição espacial dos mesmos, características geo-mecânicas do minério e encaixantes, composição mineralógica, são valores básicos de um Projeto e a sua incompleta ou imprecisa determinação podem comprometer todo o empreendimento, às vezes de forma irreversível. É igualmente importante a fase de estudos dos processos de beneficiamento do minério a serem feitos em amostras realmente representativas dos vários tipos de minério ocorrentes na jazida - se houver mais de um, como é comum acontecer. Estes estudos devem conduzir à definição de um processo de beneficiamento que permita a transformação do bem mineral - representado pela reserva técnica e economicamente lavrável - em um produto vendável. Reserva lavrável e processos de beneficiamento estão intimamente relacionados, de tal forma que, o estabelecimento de um sem a devida consideração do outro pode levar a resultados tecnicamente possíveis, mas nunca àqueles mais desejáveis, sob o ponto de vista econômico. Em suma, podemos dizer que, para existir uma mineração é preciso, antes de tudo, que exista uma jazida e que o seu minério possa ser recuperado, técnica e economicamente. "Projetar ou planejar significa antever o futuro e isto deve estar previsto nos diversos estudos que visem à implementação de um projeto de mineração, com o grau de precisão necessário. Após os estudos de avaliação de reservas e com base nestes, seguem-se os projetos de mineração a nível básico (conceitual) e detalhado. Para minas a céu aberto (cavas convencionais), o interesse imediato se reporta à definição do corte ótimo, através da parametrização. A maioria dos procedimentos capazes de gerar a cava final otimizada produz também o plano seqüencial de lavra a curto, médio e longo prazo. Não se pode falar em planejamento de lavra sem levar em conta os conceitos básicos de Geologia e pesquisa de Depósitos Minerais, bem como, sem contar com o apoio nos fundamentos de cálculo e Estatística. Estes últimos costumam perturbar o estudante novato nos problemas de Engenharia Mineral ou mesmo o engenheiro ou o geólogo, práticos, que não tiveram por muitos anos oportunidade de usar Cálculo ou Estatística nos problemas do dia-a-dia. Estas são as bases principais em que deve se apoiar um Projeto de Mineração; todos os outros estudos são de alguma forma, nelas baseados e enfatizamos a sua importância no atendimento do objetivo econômico da Indústria de Mineração, como anteriormente citado. Alguns metais, como o ouro, a prata, o cobre e a platina, encontram-se em estado puro. A maioria, porém, se apresenta em combinações: óxidos, carbonatos, sulfetos etc., quase sempre ainda misturados a substâncias estéreis, constituindo o que se chama ganga. De acordo com o tamanho, a forma, a profundidade e as características físicas do minério, as jazidas podem ser exploradas na superfície (a céu aberto) ou por meio da lavra subterrânea.  Modernamente, a mineração é uma atividade cara e complexa. Tem início com a localização de jazidas minerais cuja produção provável venha a compensar os custos de extração. Para calcular as reservas de uma jazida, ou seja, a quantidade de um minério disponível, fazem-se mapas geológicos de superfície e subsolo, por meio de sondagens, galerias, poços, trincheiras etc., que mostrarão as condições geofísicas de uma dada região. A coleta das amostras (amostragem) permitirá a dosagem dos teores do elemento (ou elementos) e sua distribuição na superfície e em profundidade. A finalidade industrial do mineral a ser explorado pode ser determinante da escolha do processo de mineração. Assim, as amostras do mineral colhidas na fase de prospecção devem ser representativas, para que se determine o processo de tratamento mais adequado. As minas modernas empregam computadores e outros equipamentos sofisticados para esses cálculos. Uma vez determinado o local e o tamanho aproximado da jazida, os engenheiros estudam a melhor maneira de realizar a mineração. Na fase de planejamento, a seleção é baseada em critérios geológico, social, geográfico e ambiental, todavia as condições de segurança e higiene devem ser garantidas durante toda a vida útil da mina. Os aspectos relativos à estabilidade da mina, à recuperação do minério e à produtividade máxima também devem ser considerados. A seleção do método de lavra é um dos principais elementos em qualquer análise econômica de uma mina e sua escolha permite o desenvolvimento da operação. Numa etapa de maior detalhe, pode constituir-se como fator preponderante para uma resposta positiva do projeto. A seleção imprópria tem efeitos negativos na viabilidade da mina. A lavra a céu aberto no Brasil é desenvolvida essencialmente em encostas, em cavas, em tiras ou fatias e em placers. A maioria das operações é de pequeno porte, no entanto, algumas minas, principalmente de minério de ferro e carvão, são enquadradas como de grande porte. De um modo geral, as operações de lavra a céu aberto no Brasil não diferem das operações de lavra no exterior; as principais diferenças dizem respeito ao porte das operações, incluindo diâmetro de perfuração, técnica de desmonte, equipamentos de carregamento e transporte. Embora as grandes empresas de mineração já tenham incorporado técnicas geoestatísticas na avaliação de seus depósitos, a maioria das minas, por não utilizarem essas técnicas, opera sem um conhecimento adequado de seu depósito e sem Planejamento de Lavra no curto, médio e longo prazo. A altura das bancadas é bastante variável: observa-se, no entanto, a tendência de padronização para bancadas com 15 metros de altura. Na maioria das minas a céu aberto não existe um planejamento adequado em relação ao porte da operação e tamanho de equipamentos de perfuração, escavação, carregamento e transporte. Poucas minas conseguem harmonizar essa relação, redundando em desperdício, diminuição de produtividade e aumento de custos. A fragmentação do material é um aspecto que assume importância fundamental nas operações mineiras que seguem o desmonte de rocha. Com raras exceções, a busca de solução para a fragmentação é feita de forma empírica e sem controle de resultados. As operações unitárias de lavra a céu aberto incluem limpeza, remoção de cobertura, perfuração, detonação, escavação, carregamento e transporte. Em geral, a remoção da cobertura é feita com trator de esteira, carregadeira frontal ou escavadeira e caminhão, seguindo-se a operação de desmonte de rocha, que pode ser mecânico ou utilizar a combinação perfuração/detonação, na continuidade o carregamento com carregadeiras frontais ou escavadeiras e transporte por caminhões. Nas operações de desmonte de rocha com utilização de explosivos, as empresas brasileiras têm evoluído pouco no sentido da adoção de diâmetros maiores na perfuração. Convém ressaltar que os explosivos ainda são a fonte de energia mais barata disponível para fragmentação de rochas e que os processos que se seguem ao desmonte (carregamento, transporte e cominuição) dependem muito da eficiência do mesmo.

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