UNIDADE ACADÊMICA DE MINERAÇÃO E GEOLOGIA CURSO ENGENHARIA DE MINAS

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE

CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS

UNIDADE  ACADÊMICA DE MINERAÇÃO E GEOLOGIA

CURSO ENGENHARIA DE MINAS

Câmaras e Pilares em Rochas Brandas

Disciplina: Lavra de Minas Subterrâneas

Professor: Alexandre Buril

Componentes:

Rafael Chagas Silva

Renato Alves Pereira

Vandriele Alves Genuíno

Campina Grande – PB

Agosto de 2014

1. INTRODUÇÃO

A escolha de um método de lavra dá-se em função de dois grupos de condicionantes: a geometria do corpo (inclinação e espessura) e características de resistência e estabilidade dos maciços que constituem o minério e suas encaixantes. Todavia, o melhor método é aquele que fornece a maior segurança operacional

Conforme mostrado na  Figura 1, os métodos de lavra subterrânea indicados (e quaisquer outras variações ou adições)   podem ser agrupados de acordo com sua capacidade de suporte: naturalmente, artificialmente e não suportados. Ou seja, muito mais uma função da competência da mineralização e do maciço do entorno. A Figura 1 também mostra uma escala de intensidade de deslocamento de caráter regional, que é oposta a um comportamento similar do nível de energia de deformação no campo próximo. Logo, o método de câmaras e pilares se destaca entre os demais pela elevada concentração de energia de deformação e baixo deslocamento de rocha regional.

[pic 1]

Figura 1- Métodos de lavra subterrânea agrupados conforme sua capacidade de suporte.

A variante do método suportado naturalmente para câmaras e pilares em rochas brandas enfrenta o desafio de suportar elevadas tensões de deformação nos pilares de minério de baixa resistência mecânica. Porém, o desenvolvimento da mecânica das rochas e da tecnologia aplicada a minas subterrâneas, possibilitou o emprego deste método em rochas brandas, sobretudo na mineração de carvão. Todavia, o método também pode ser utilizado em algumas minas de não metálicos, e poucas de minerais metálicos. Dado à baixa consolidação dos materiais faz-se necessário uma maior sensibilidade no dimensionamento dos pilares, possíveis escoramentos, tipos de equipamentos a serem usados na lavra, ventilação, entre outros aspectos tão quanto importantes.

Câmaras e pilares em rochas brandas é um método de mineração subterrânea aplicado em grandes corpos mineralizados e muito uniformes, em camadas horizontais (mergulhando até 30°), finas, de formato tabular que possibilitem a abertura de uma série de túneis em paralelo com túneis atravessados a estes, secções transversais, a intervalos regulares, deixando blocos sólidos do minério com a função de pilares de sustentação. Por esta razão, é um método que exige, para a sua aplicação, elevada continuidade e homogeneidade da qualidade do minério. Se os pilares são muito pequenos a mina vai entrar em colapso. Se os pilares são muito grandes, uma quantidade significativa de material valioso será deixado para trás reduzindo a lucratividade da mina. Geralmente, em rochas brandas, os horizontes mineralizados tendem a ser menos espessos, com encaixantes com padrão geotécnico semelhante a mineralização.

Contudo, é um método de alta produtividade, face à simplicidade das operações conjugadas, que é empregado na lavra de minérios de baixo valor unitário, pois a recuperação é bastante comprometida pelo abandono dos pilares. A diluição costuma ser baixa, dada a estabilidade das encaixantes e o fato de não se trabalhar com material de enchimento.

1. SEQUÊNCIA DE DESENVOLVIMENTO

A sequência de desenvolvimento de uma mina compreende a 3ª etapa de um empreendimento mineiro. Seu principal propósito é prover acesso à jazida, permitindo a entrada de pessoas, equipamentos, energia, ventilação e saída de minério e estéril produzidos na lavra. Desta forma, o desenvolvimento sistemático da jazida prevê à construção de aberturas primárias ou principais na mina,  para possibilitar o início da fase de exploração.

 Dentre todos os métodos de lavra, câmaras e pilares em rochas brandas são aplicados em corpos de baixa profundidade (até 600 mestros), tendo em vista que a estabilidade dos pilares pode ser facilmente comprometida com o aumento da profundidade. Logo, as principais vias de acesso do método, são dimensionadas a partir de:

• Para profundidades menores que 200 metros, a via de acesso mais indicada é a rampa, onde o transporte do minério é feito por caminhões ou correias transportadoras. No caso do transporte por caminhões a máxima inclinação praticada é de 15% e para correia transportadora de 40%. Ainda podemos ter acesso por central de nível, desde que a topografia onde está localizada a jazida permita;
• Para profundidade maior que 200 m, o mais indicado é utilização de poço vertical ou sistema combinado poço/rampa. No caso da utilização de poço, o transporte do minério para superfície é feito por skip ou gaiola.

Na etapa de desenvolvimento também ocorre o dimensionamento dos equipamentos de desmonte, carregamento e transporte, que dependem dos tipos de vias de acesso e do método de lavra. Para câmaras e pilares em rochas brandas, os principais equipamentos utilizados são:

• Para o desmonte do minério, utilizam-se preferencialmente mineradores contínuos devido sua alta produtividade e segurança operacional. Todavia, em menor escala utilizam-se também explosivos permissíveis de baixa velocidade e potência. Neste caso a perfuração seria rotativa e realizada por jumbo.
• Bob-cat e placa de arrasto para transporte do minério aos pontos de carregamento;
• O carregamento do minério pode ser feito com carregadeiras rebaixadas tipo LHD (carrega, transporta e despeja) a diesel, ou elétricas;
• O transporte pode ser feito a partir dos próprios realces, por shutle cars descarregando em correias transportadoras ou por vias de transporte abertas na lapa, onde se utilizam de caminhões ou trens que podem receber o material desmontado. Os caminhões são rebaixados e articulados e variam em capacidade, normalmente de 15t a 50t.

Todavia, a geometria do depósito e a atitude do corpo mineralizado, são os principais determinantes da mecanização da lavra e das vias de transporte. Estes fatores ditam o grau de mecanização, pois é aconselhado um sistema totalmente mecanizado, quando o mergulho do corpo de minério é menor que 10°, possibilitando acesso dos equipamentos de mineração continua as frentes de lavra. Para mergulho maior que 10°, o desmonte do minério é realizado por explosivo e aconselha-se desenvolver níveis de transporte, onde normalmente o sistema não é totalmente mecanizado, suportando a utilização de scrapers para manuseio do minério entre um nível e outro. A máxima distância econômica entre os níveis é de 50 metros, sendo esta a distância máxima econômica de operacionalização de um scraper.