3.planejamento de lavra_adilson cury

7/27/2019 3.Planejamento de Lavra_Adilson Cury

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Prof. Adilson Curi 1

Planejamento de Lavra

Adilson Curi, Dr.

PROF. ADJUNTO - UFOP


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Planejamento de Mina

Objetivo do curso:

Entender a metodologia de elaborao de um projeto bsico de mina;

Projeto de mina:

Conjunto de estudos para a implantao de uma mina;

Particularidades da indstria de minerao:

Visa o aproveitamento de um bem exaurvel e no renovvel; Em termos econmicos busca-se a maximizao do valor atual

lquido dos benefcios futuros, durante toda a vida da mina;

Alternativas de aproveitamento de uma jazida:

1) Lavra da totalidade da jazida (lavra integral)

2) Lavra somente das pores ricas (lavra ambiciosa)

3) Lavra de partes cuidadosamente selecionadas (criteriosa)


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Fig . 1 Fluxo de caixa tpico de um projeto de mina Fonte: (Calaes, G, 2006)

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

TempoFluxodeCaixa

($)

Pagame nto de Impostos

Receita - Custos Op erac. - Impostos

Investimento de Implantao

Crdito Fiscal

Gastos de Explorao

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

TempoFluxodeCa

ixa

($)

Pagame nto de Impostos

Receita - Custos Op erac. - Impostos

Investimento de Implantao

Crdito Fiscal

Gastos de Explorao


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Condicionantes para o aproveitamento de um bem mineral:

Escala de produo;

Investimento inicial;

Custo de produo;

Valor do produto (mercado);

Economia mineral

Outros fatores: localizao da jazida, infra-estrutura, energia, gua,mo de obra.


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Planejamento de Mina FASES : PLANEJAMENTO IMPLEMENTAO PRODUO

Estgios

Conceitual / Preliminar/viabilidade

Projeto/construo

incio Produo

DECISODE

INVESTIMENTO

a capacidade de influirnos custos muitolimitada

Fechamento


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Demanda porum produtomineral

TECNOLOGIA

AVANADA

Explorao

Descobertas Diretrizes

Ocorrncia de

depsito

mineral

Desenvolvimento danina e facilidades Mina e processo

Vendadeprodutos

$

Necessidadesdo mercado

Demanda deprodutomineral


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Uma anlise global do empreendimento mineiro:

Dinmica do planejamento de mina;

Plano de exausto;

Planejamento de longo prazo;

Plano de preparao da mina;

Planejamento de mdio prazo;

Plano de preparao da mina;

Plano de primeiro ano de produo;

Outros planejamentos de curto prazo;


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FluxogramaFluxograma dodo PlanejamentoPlanejamentode Minade Mina

PLANEJAMENTO DE LONGO PRAZOCLCULOS DE RESERVAS

PROJETOS DE PIT FINAL & PILHAS DE ESTRILSEQUENCIAMENTO DE LAVRA

MTODOS DE LAVRA & DIMENSIONAMENTO DE FROTA

PLANEJAMENTO DE LONGO PRAZOCLCULOS DE RESERVAS

PROJETOS DE PIT FINAL & PILHAS DE ESTRILSEQUENCIAMENTO DE LAVRA

MTODOS DE LAVRA & DIMENSIONAMENTO DE FROTA

GEOLOGIAPESQUISA EXPLORATRIAAVALIAO DE RECURSOSCONTROLE GEOTCNICO

GEOLOGIA DE MINA

GEOLOGIAPESQUISA EXPLORATRIAAVALIAO DE RECURSOSCONTROLE GEOTCNICO

GEOLOGIA DE MINA

PLANEJAMENTO DE MDIO PRAZOSIMULAO DE LAVRA

PLANO ANUAL DE LAVRA E DE DRENAGEMPROJETOS DE ACESSOS E CORREIAS DE BANCADA

PLANEJAMENTO DE MDIO PRAZOSIMULAO DE LAVRA

PLANO ANUAL DE LAVRA E DE DRENAGEMPROJETOS DE ACESSOS E CORREIAS DE BANCADA

PLANEJAMENTO DE CURTO PRAZOPLANOS TRIMESTRAIS

PLANEJAMENTO DE CURTO PRAZOPLANOS TRIMESTRAIS

ESTUDOSGEOMETALRGICOS

ESTUDOS

GEOMETALRG

ICOS

ADMINISTRAOESTRATGIAS, DIRETRIZES E

PREMISSAS


PREMISSAS


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.

Relacionamento entre o Planejamento deCurto Prazo e o Planejamento de Produo

PLANOS MENSAIS

PROGRAMAO DIRIADE LAVRA

GEOLOGIA DE MINA CONTROLE DE LAVRA:

Estimativa local e monitoramentodas frentes de lavra

PLANO DECAMPANHAS

PLANOS TRIMESTRAIS


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Fluxograma da Operao de Mina

PLANEJAMENTO DE PRODUOPROGRAMAES MENSAIS

PROGRAMAO DIRIA DE LAVRACONTROLE DE QUALIDADE

DESENVOLVIMENTO

PLANEJAMENTO DE PRODUO

PROGRAMAES MENSAISPROGRAMAO DIRIA DE LAVRACONTROLE DE QUALIDADE

DESENVOLVIMENTO

OPERAES DE PRODUO

PERFURAO E DESMONTECORTECARREGAMENTO

TRANSPORTE

OPERAES DE PRODUOPERFURAO E DESMONTE

CORTECARREGAMENTO

TRANSPORTE

CONTROLE OPERACIONALPRODUTIVIDADE E CONTROLE DE CUSTOSGERENCIAMENTO DA ROTINA

MELHORIAS DE PERFORMANCE

CONTROLE OPERACIONALPRODUTIVIDADE E CONTROLE DE CUSTOS

GERENCIAMENTO DA ROTINAMELHORIAS DE PERFORMANCE


PREMISSAS


PREMISSAS


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Consideraes geomtricas:

Condies que conduzem a uma lavra a cu aberto;

Determinando a profundidade de uma lavra a cu aberto;

Conceitos introdutrios:

Talude;

Banco e bermas;

Crista e p de bancos de mina;

ngulo de face de taludes;

ngulo geral de taludes;

Estradas e rampas de acesso.


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Fig.2. 1 - Esboo de uma mina a cu aberto em uma encosta. Fonte: Shevyakov, L. (1970)


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Fig.2.2 : Esboo de uma mina a cu aberto em uma camada planacom uma superfcie horizontal.Fonte: Shevyakov, L. (1970)


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Fig. 2. 3: Esboo de uma mina a cu aberto em uma

camada plana com superfcie inclinada.

Fonte: Shevyakov, L. (1970)


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Fig.2.4: Esboo de uma mina em um corpo de minrio muito inclinado.Fonte: Shevyakov, L. (1970)


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Fig.3 - Principais elementos geomtricos de uma lavra de mina a cu aberto por bancadas.Fonte : COSTA, R. R. (1979)


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Fig.4 -- ngulo de talude da cava, e a configurao final de uma pilha de estrilFonte : COSTA, R. R. (1979)


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Fig. 5 Vista geral da cava final de uma mina a cu aberto.Fonte: Mina de ouro de Igarap Bahia (Pa) CVRD


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Fig.6 - Diferentes ngulos de taludes em diferentes setores da mina


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Fig.6.1 - Ruptura circular e ruptura planar


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Fig 6.2 Ruptura em cunha e tombamentos


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Relao estril/minrio RE/M:

Aspectos econmicos;

Mtodos de retirada do estril:

- decrescente;

-crescente;

-constante;


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Fig 7 - Relao estril/minrio decrescente

.


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Fig 7.1 - Relao estril/minrio crescente

.


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Fig 8 - Relao estril/minrio constante

.


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A informatizao no planejamento de mina

Principais mdulos dos programas de planejamento de mina:

Banco de dados geolgicos;

Construo do banco de dados geolgicos (BDG);

Arquivos essenciais do BDG;

Modelagem geolgica;

Composio das amostras;

Anlise variogrfica e geoestatstica;

Criao do modelo de blocos;

O modelo de blocos;

Projeto de cava


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Cabealho dos furos

918.0410117.59779.545.17furoF3

918.0410116.449779.9294.8furoF2

907.5110108.5978317.51furoY9

907.5101309745.7517.5furoY8

907.51101129786.533.01furoY5

907.510143.59729.527.5furoY4

923101279764.545.17furoY1

907.510138974927.5furoPZ3AB

90710107979525furoPZ2A

907.7710142.59773.2518.5furoPEQ2

907.5110129.259796.523.3furoPEQ1

90810138978935.5furo1B

907101259806.2566.5furo1A

cotanortelesteprofdhid


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Direo dos furos

-90045.17furoF3

7514894.8furoF2

-90017.51furoY9

-90017.5furoY8

6015033.01furoY5

-90027.5furoY4

7834845.17furoY1

-90027.5furoPZ3AB

-90025furoPZ2A

6015018.5furoPEQ2

6015023.3furoPEQ1

-90035.5furo1B

-90066.5furo1A

dipazimprofdhid


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Litologia e anlise qumica

2.85112.435QBX22152furoPZ3AB3.3122.536QZ1501furoPZ3AB

3.3410.742.4633.49QBX25223furoPZ2A

3.5913.482.7135.15GND2282furoPZ2A

3.5911.62.2136.5QZ801furoPZ2A

4.5617.062.9535QBX18.512.272furoPEQ2

412.42.6734.75QZ12.2701furoPEQ2

4.2416.672.8734.08GND23.312.012furoPEQ1

3.810.952.5336.8QZ12.0101furoPEQ1

4.5142.235.6QBX35.5302furo1B

4.4716.52.2436QZ3001furo1B

3.3410.742.4634QBX66.541.44furo1A

3.3910.322.2133.82QZ41.436.953furo1A

3.4122.533.5QBX36.9523.52furo1A

3.52132.4335.73QZ23.501furo1A

alglsiglfeglmngllitoateden_amosdhid


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Planejamento de mina

Fig.9 - Passos para a montagem de um banco de dados geolgicos - BDG

Arquivos

Relatrios

Programa

Mapas /desenhos

*Nome do furo*coordenadas da boca do furo: X,Y,Z.*Comprimento total , inclinao , azimute*Anlises qumicas (Fe, outros ) Cdigo. Geol.

RELATRIO

Compo-sio dasamostras

Avaliarfuros

PRGMsees

verticais

PRGMEstatstico,histograma

PRGMGeoestats

tica

PRGMrea de

influncia

PRGMIsova-lores

FurosSeleci-onados

Arquivosde sees

Arquivocom X,Y e

histograma

ArquivoVario-

gramas

Arquivo comreas

volume

* Nome do furo*Coordenadas*Ponderao

das anlises ecdigos

geolgicos

RelatrioPloter

Relatrio

X

Relatrio

Mapa

Relatrio

Desenho


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Fig 10 -Entrada dados em programa Fonte: Banco de dados programa VULCAN Interface ISIS


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Mtodos considerados para obteno a cava final: Mtodos manuais;

Mtodos computacionais com uso do modelo de blocos;

Restries ao limite da cava:

Superfcie topogrfica;

Inclinao dos taludes condicionada geotecnia e RE/M;

Valores econmicos dos blocos (funo benefcio);

Limites devidos aos cones positivos;

Limites devidos aos cones flutuantes;

Limites segundo as tcnicas de L&G.


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Fig 11 Mtodo manual

Seo

transversal

Limite de cava

Radial

Longitudinal


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.

ModelamentoModelamento GeolGeolgicogico

SeSeoo VerticalVertical TTpicapica


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.

Fig 12 - Modelo de blocos (FONTE CRAWFORD & DAVEY, 1979)


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Fig.13 -ngulo geral de talude para uma mina dividida em blocos(FONTE CRAWFORD & DAVEY, 1979)

Altura totalProjeo Horizontal


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Fig.14 Exemplo de topografia (curvas de nvel) Fonte: Interface grfica do programa VULCAN


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..

Fig.15 Exemplo de topografia (superfcie )Fonte: Interface grfica do programa VULCAN


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Fig-16 - Modelo de blocos ainda no restringido por uma superfcie Fonte: Interface grfica do programa Surpac


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Fig-17 - Modelo de blocos anterior restringido por uma superfcie topogrfica Fonte: Interface grfica do programa Surpac


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Fig-18 - Modelo de blocos com visualizao das variveis de interesse Fonte: Interface grfica do programa Surpac


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Fig.19- visualizao da cava final interceptada pela topografia e com delimitao do corpo mineralizado Fonte: Interface grfica do programa Vulcan


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Fig.20 - Vista da cava com corpo de minrio discretizado por bancos ounveis de lavra. Fonte: Interface grfica do programa Vulcan


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Fig.21 - Gerando uma cava final Fonte: Interface grfica do programa Vulcan


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Fig.22 - Um projeto de cava final Fonte: Interface grfica do programa Vulcan


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Economics Value Calculation Menu Constants Block Density #/CuFt 150.000 Index Size Mine & Haul $ /T C2: -0.80 I X: 100.00 M&H Inc $/Lev C3: -0.10 J Y: 100.00 Administrat $/T C4: -1.20 K Z: 50.00 Mill & Tran $/T C5: -1.20 % Recovery C6: 0.90 Refine Cost $/# C7: -0.10 Min Price $/# C8: 1.50

Formulas

Tons per Block F1: X~Y*Z*C1* 2000/ Mining Cost F2: K~1-C3*C2+C4 + F1* Cont. Mineral F3: A1~F1*C6*20* Mineral Value F4: C8~C7+F3*

Value If Milled F5: C5F1*F2+F4+ F6: F7: Block Value F8: F2~F5>1000/

position cursor ENTER - change value C calculate

Tab 2 Exemplo de clculo dos valores econmicos dos blocos Fonte: Programa CSMine de Hustrulid & Kuchta


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Seqncia de lavra A seqncia de lavra objetiva estabelecer a estratgia de

escavao que garanta:

- nmero de frentes em lavra simultaneamente de forma atender asexigncias de produo;

- estacionarizao de parmetros ( teores/tipologias de minrio)para a planta de beneficiamento;

- remoo de estril de forma a liberar reservas;

- garantir espao operacional adequado para manuteno dascondies de segurana e produtividade.


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Fig.23 Seqncias de lavra extremas, por cava ou por nvel Fonte: Prati, F. J. (1995).


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Fig. 24 Alternativas de seqncia de lavra. Fonte: Prati, F. J. (1995).


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Fig.25 - Fases sucessivas da lavra com estacionarizao de parmetrosFonte: Interface grfica do programa Vulcan


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Planejamento de MinaSeleo de equipamentos

Mtodos de decapeamento (Stripping methods)

Na seleo do mtodo de decapeamento,objetiva-se a remoo do estril pelo mais baixocusto possvel.

Fatores a considerar pela escolha do mtodo:

- geologia e topografia da rea;

-distncia s reas de disposio;

-tipos de equipamentos disponveis;

-equipamentos auxiliares requeridos.


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Seleo de equipamentos

Seleo e escolha do(s) mtodo(s) e equipamento(s) para ocapeamento e a lavra do minrio

O tamanho do corpo mineralizado e a distribuio de teores no

mesmo iro limitar os mtodos e equipamentos que podero ser

utilizados. A seleo ir depender do carter e grau de seletividade

exigida na lavra devido relao entre o minrio e o capeamento e

o tipo de material que os constitui.

So listados a seguir os diversos fatores concernentes geologia

do corpo ou da jazida e exigncias de produo que devero ser

consideradas antes da seleo do equipamento para o

decapeamento ou para a lavra do minrio:


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Seleo de equipamentos

Fatores concernentes geologia do corpo ou da jazida e exignciasde produo

1- O tamanho e tipo do corpo e distribuio de teores dentro dajazida (macio, disseminado, tabular, espesso, estreito etc.);

2- Tipo de capeamento a ser removido ( rocha dura ou poucoconsolidada, densa, presena de material terroso, areia, argila, soloetc.);

3- Grau de alterao do material de capeamento. Condies fsicas

e qumicas do material; 4- Presena de descontinuidades geolgicas associadas ao minrio

ou ao estril como fraturas, falhas e outros planos de fraquezaassociados;

Pl j t d Mi


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Fatores concernentes geologia do corpo ou da jazida e exignciasde produo

5- Vida til projetada para a mina e produo estimada (diria,

mensal, anual);

6- A produo ser contnua ou intermitente? Como ser o regimede turnos de trabalho?

7- Capacidade e distncia de cada uma das disposies de estrilprojetadas;

8- Distncia s unidades de concentrao ou britadores primrios,se for o caso;

9- Uso futuro do equipamento utilizado no decapeamento. Poder

ser usado na lavra do minrio?

Pl j t d Mi


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Equipamentos primrios para decapeamento:

- escavadeiras;

-caminhes;

-dragline;

-bucket-wheel;

-scrapers.

Equipamentos auxiliares:

-carregadeiras de pneus ou de esteiras;

-tratores;

-motoniveladoras;

-caminhes de servios gerais;

-equipamentos de perfurao e desmonte;

-correias transportadoras.



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Fig. 26 - Frente tpica de lavra em operao



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Na escolha do mtodo de decapeamento e dos equipamentos

consideraes preliminares, tais como o tipo de material a ser

removido em cada setor da mina, acessos, volume por dia a ser

removido e tipo de energias (eltrica ou petrleo) disponveis

devero ser feitas.



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Planejamento de MinaSeleo de equipamentos de escavao

Caractersticas das escavadeiras:

1- podem proporcionar grande produo;

2- utilizadas para qualquer tipo de material;

3- limitadas a condies de operao rgidas;

4- requerem equipamentos de suporte (auxiliares) para a disposio

do estril.



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Caractersticas das draglines:

1- possuem capacidade de escavarem a grandes profundidades;

2- podem trabalhar em condies de operao menos rgidas do

que as escavadeiras;

3- possuem somente 75 a 80 % da eficincia de produo de uma

escavadeira de igual tamanho devido a sua menor mobilidade;

4- podem no exigir equipamento de suporte (auxiliar) para o

transporte do estril

5- so normalmente usadas para materiais no consolidados e

friveis.



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Caractersticas dos scrapers:

1- possuem excelente mobilidade;

2-seu uso est limitada a materiais no consolidados e friveis;

3-usualmente exigem empurradores (tratores) para ajudar nocarregamento;

4- geralmente so operados sem ajuda de equipamento decarregamento/transporte quando o depsito de estril est a umadistncia inferior a 2 Km.

Caractersticas das Bucket-whell:

1-requerem condies rgidas e muito particulares de operao;

2-exigem alto investimento inicial em relao aos outrosequipamentos de escavao;

3- apresentam altssimas taxas de produo;

4- exigem uso moderada a baixo de equipamentos auxiliares.



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Planejamento de MinaSeleo de equipamentos de transporte

Caractersticas dos tratores (bulldozers):

1- so limitados economicamente a um raio de operao deaproximadamente 200 m.

Caractersticas dos scrapers:

1-requerem boas estradas para minimizar o custo dos pneus;

2-so rpidos, mas economicamente limitados a um raio deoperao de aproximadamente 2 km.

Caractersticas dos caminhes:

1- requerem boas estradas para minimizar o custo dos pneus;

2- conforme seu porte podem operar em rampas bem inclinadas;

3- esto geralmente limitados economicamente a um raio deoperao de cerca de 5 km.

4- seu grande diferencial a excelente mobilidade.



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Planejamento de MinaSeleo de equipamentos de transporte

Caractersticas dos trens: 1- possuem alta capacidade volumtrica sendo adequados para transporte a

grandes distncias com baixo custo valor unitrio de transporte; 2- mudana difcil e de alto custo;

3- alto volume inicial de investimento para aquisio e montagem.

4- inclinaes muito limitadas;

5- podem transportar materiais em blocos.

Caractersticas das correias transportadoras: 1-adequadas para grandes volumes e distncias moderadas com

baixo custo unitrio de transporte;

2-apresentam alto custo para as mudanas de posio dasinstalaes;

4- requerem elevado investimento inicial; 5- podem operar em planos inclinados de at 40%; (aprox. 18 a 20

graus); 6- requerem materiais granulados (fragmentados) para no comprometimento

da vida til das correias.



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Como vimos, os principais fatores que afetam o custo de operao

de uma frota de equipamentos nas explotaes a cu aberto so: - as distncias de transporte;

- as caractersticas do material lavrado;

- as dimenses da operao ( porte da mina / escala de produo). No computo geral dos diversos custos, ue incidem sobre a explotao de

minrios e particularmente, nas operaes de lavra a cu aberto, os custosde transporte so os mais substanciais e os que apresentam maiorvariabilidade. Assim, as distncias de transporte acabam sendo decisivasna seleo dos equipamentos com listado abaixo:

Ferrovirio para distncias muito longas;

Correias transportadoras para distncias moderadas; Caminhes para curtas distncias;

Scrapers para distncias muito curtas



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Seleo de equipamentos de escavaoCombinaes tecnicamente possveis

Sistema escavadeira/caminho:

O sistema escavadeira/caminho geralmente selecionado poruma ou mais das seguintes razes:

1- a rocha constituinte do capeamento se fragmenta em grandesblocos angulares;

2-h limitao de espao para o acesso de equipamentos;

3- o transporte feito a curtas distncias e em estradas deinclinao acentuadas;

4- quando exigida muita mobilidade do equipamento;

5- o sistema pode ser adaptado para distncias moderadas a

mdias de transporte.



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Sistema escavadeira/trem:

O sistema escavadeira/trem poder ser uma alternativa quando asseguintes condies existam:

1- a operao do sistema dever ocorrer por um longo perodo detempo, suficiente para amortizar o alto investimento inicial;

2-longa distncia de transporte;

3- inclinaes mnimas das ferrovias;

4- a rigidez de localizao do sistema no dever impedir oudificultar a evoluo do decapeamento;

5- o material a ser transportado for constitudo de blocos de grandes

dimenses. O sistema de transporte por trens particularmente aplicvel para

operaes de grandes volumes de remoo de material em minasde vida longa.

Planejamento de MinaS l


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Sistema escarificadores/scrapers

O sistema s aplicvel se as condies do material o permitir, ouseja, ausncia de rocha dura e blocos.

O sistema apresenta grande versatilidade pois os scrapers podemmovimentar-se com rapidez. O rendimento do trabalho depende,particularmente, da percia dos operadores destes equipamentos.

O sistema escarificador/scraper costuma ser elegido quando setrabalha em operaes relativamente pequenas, onde o acesso limitado e onde no haja disponibilidade de energia eltrica.

A utilizao de um segundo trator de esteira para empurrar oescarificador aplicvel quando o material a ser escavado for maisresistente.

Planejamento de MinaS l d i t d


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Draglines

So usadas primordialmente no decapeamento de materiais debaixa resistncia ao desmonte mecnico e no consolidados;

A grande virtude desse equipamento seu grande alcance tanto naescavao quanto na deposio do material escavado;

Podem, geralmente, serem instaladas em locais de baixaresistncia de suporte ao peso prprio do equipamento.

Outros tipos de equipamentos:

-Carregadeiras de pneus e de esteiras

Seu grande diferencial a grande mobilidade

- Dragas

3.planejamento de lavra_adilson cury

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