Lavra por lançamentoStrip mining

Open cast mining

Conceito

A lavra por lançamento é um método de explotação de superfície usado essencialmente para carvão ou outros depósitos estratiformes sub-horizontalizados. É semelhante ao método de lavra em cava, porém, difere em um aspecto: o material de cobertura não é disposto para o depósito de estéril por meio de transporte por caminhões ou equipamentos que se deslocam por estradas e acessos e sim por lançamento direto seja por explosivos seja por equipamento de escavação (dragline).

Características do método

Pela característica dos depósitos onde são aplicados esse tipo de método (corpos planos, tabulares e extensos em área) e o padrão repetitivo, planos de lavra não necessitam ser tão elaborados quanto os planos de lavra em cava.

Contudo em terrenos mais acidentados ou em situações de mergulho acentuado da camada mineralizada, o conhecimento do comportamento da relação estéril minério (REM) e a definição dos limites econômicos de lavra são fundamentais.

Conforme comentado anteriormente o método de lavra determina seu desenvolvimento pela operação de decapeamento ou descobertura, dessa forma a seleção do equipamento de remoção de estéril é uma decisão primordial, ficando a escolha entre os seguintes equipamentos e provavelmente nessa ordem de preferência:

Equipamentos de descobertura

Dragline Cable Shovel (escavadeira frontal a

cabo) Bucket wheel Tratores Retro escavadeiras Carregadeiras frontais

Sequência de desenvolvimento

Remoção do solo orgânico e solo residual

Remoção e disposição do estéril Lavra do minério

Lavra em tiras – strip mining

A lavra a céu aberto na qual a recuperação da área é feita contemporaneamente com a extração do minério pode ser classificada tanto como mineração de áreas ou de contorno. A mineração de áreas é frequentemente referida como lavra em tiras ou strip mining ou ainda como cast mining.

A mineração de contorno por sua vez progride em zonas estreitas acompanhando o afloramento do minério em terrenos montanhosos.

O aspecto único para ambos os métodos reside no fato de que o material de cobertura que é removido para dar acesso ao minério é imediatamente reposicionado na área previamente minerada.

Carvão, arenitos oleosos, folhelhos pirobetuminosos, bauxita, fosfatos, bentonita são alguns dos bens minerais lavrados por esses métodos.

A lavra em tiras progride por meio de uma série de corte paralelos, na forma de trincheiras profundas, denominadas de tiras.

O comprimento dessas tiras pode ser maior do que 1km e larguras variando de 20 a 50 m (dimensões médias). A altura pode chegar até 60 metros.

O material é removido da área intacta a partir da parede lateral que forma a trincheira. Esse material é reposicionado na cava lateral na forma de pilhas obedecendo o ângulo de repouso do material.

O ângulo de inclinação da parede lateral da tira varia de 50º a vertical.

A lavra em contorno é feita em uma série de cavas retangulares seguindo o afloramento do minério

A largura da cava é ditada pela relação econômica de estéril/minério e pela condição topográfica (mais ou menos íngreme).

Como a lavra segue um contorno o caminho da lavra fica sinuoso.

A lavra inicia com um box cut e transporte do material removido para uma área de deposição de estéril. Na sequência da operação os vazios deixados pela lavra são preenchidos.

Para retirar a vegetação usualmente é utilizado um trator.

A sequência de operações:◦ Retirada da vegetação.◦ Remoção do solo.◦ Remoção das rochas de cobertura.◦ Lavra da camada de minério.◦ Recuperação da área.

Lavra em tiras com dragline

Lavra em tiras com dragline

Operação

Operação

Operação

Operação

–150m

–50m

Operação

–Remoção

–Siltito

–Remoção

–Argila

–RK 430

–CAT 345

–D10R

–LIB 964

–RK 628

–CAT 345

–OPERAÇÃO DE LAVRA A CÉU ABERTO

–Remoção

–Siltito

–Remoção

–Argila

–RK 430

–CAT 345

–D10R

–LIB 964

–RK 628

–CAT 345

–OPERAÇÃO DE LAVRA A CÉU ABERTO

Lavra em tiras com bucket wheel

Operação

Operação

Variações do método – area mining

Variações do método – contour mining

Variações do método – contour mining

Variações do método – top removal

Variações do método – top removal

Variações do método – top removal

Variações do método – auger mining

Variações do método – auger mining

Exemplos de lavra em tiras para bauxita no Brasil

Mineração Rio do Norte Mina de Paragominas

Geomorfologicamente, a região com perfis bauxíticos apresenta-se como um grande platô (planalto), cuja superfície de erosão está situada em geral entre 160m e 200m de altitude.

Na Amazônia, a ocorrência de bauxita encontra-se na parte superior do platô, seja aflorando, seja abaixo de uma camada de argila com 5m a 15m de espessura.

Exemplo lavra em tiras: MRN

Um perfil bauxítico típico é constituído pelos seguintes horizontes:

4 – solo orgânico com espessura média de 0,5m 3 – argila amarelada que capeia a maioria dos perfis bauxíticos,

constituída de caulinita (80%) e quartzo, com espessura máxima no centro do platô, decrescendo para as suas margens;

2– camada bauxítica com espessura média de 10m, subdividindo-se em três subhorizontes:

    2c – bauxita nodular;    2b – laterita ferruginosa;    2a – bauxita maciça a granular.

1 – argila variegada.

Gibsita 81% C orgânico traços Zinco traços Mercúrio traços

Características do minério

As operações da Mineração Rio do Norte em Porto Trombetas consistem na extração do minério, beneficiamento, transporte ferroviário, secagem e embarque de navios.

A capacidade inicial de produção da MRN foi de 3,35 milhões de toneladas de bauxita anuais. O aumento da demanda de mercado e a grande aceitação do minério produzido pela empresa nas refinarias de todo o mundo favoreceram o aumento gradativo desta capacidade. Atualmente, a capacidade de produção instalada da empresa de é 18,1 milhões de toneladas anuais.

Lavra

A Mineração Rio do Norte está operando nas minas Saracá, Almeidas e Avisos. Nelas, o minério encontra-se a uma profundidade média de 8m, coberto por uma vegetação densa e uma camada estéril composta de solo orgânico, argila, bauxita nodular e laterita ferruginosa.

Para ser lavrada, a bauxita tem que ser decapeada. Esta operação se faz de forma seqüencial, em faixas regulares, onde o estéril de cobertura escavado é depositado na faixa adjacente, na qual o minério fora anteriormente lavrado.

Da lavra, o minério escavado é transportado em caminhões fora-de-estrada até as instalações de britagem, onde é reduzido a uma granulometria de até três polegadas. De lá, ele segue através de correias transportadoras para as instalações de lavagem, ciclonagem e filtragem.

Do processo de beneficiamento, resulta aproximadamente 27% de massa sólida como rejeito de bauxita, que é depositada nos reservatórios construídos em áreas já mineradas, no platô Saracá.

Depois de beneficiado, o minério é transportado da área da Mina até o Porto, ao longo de uma ferrovia de 28km. Como a bauxita pode ser comercializada tanto úmida quanto seca, na área do Porto, o minério pode ter dois destinos, antes de embarcar em navios: ou alimenta os três fornos secadores ou segue úmido para o pátio de estocagem.

O porto tem calado para receber navios com capacidade aproximada de 60 mil toneladas.

O sistema de tratamento de rejeito da MRN consiste em reservatórios construídos nas áreas lavradas, onde o rejeito é adensado, sem qualquer aditivo químico. A água recuperada do adensamento retorna para as instalações de beneficiamento do minério em circuito fechado.

Depois de cheios, os reservatórios são revegetados com espécies nativas. O primeiro passo neste processo é a hidrossemeadura com espécies nativas leguminosas, inoculadas com fungos e bactérias, para acelerar o processo de fixação do nitrogênio no solo, absorção de água e de nutrientes.

Meio ambiente

Nos primeiros anos de operação da MRN, o rejeito resultante do beneficiamento da bauxita foi disposto no lago Batata. Isto foi feito porque na época, não existia tecnologia disponível que pudesse evitar o assoreamento de corpos hídricos ou o alagamento de grandes áreas da floresta. O lago Batata é hoje constantemente monitorado e referência de estudos da comunidade científica sobre os princípios ecológicos para a mitigação do impacto, saiba mais sobre o monitoramento e ações para recuperação.

O reflorestamento das áreas lavradas é feito totalmente com espécies nativas. A preparação do terreno é feita no período seco, que vai de julho a dezembro, e o plantio das mudas no período chuvoso, nos outros seis meses do ano.

Cerca de 700 mil mudas são produzidas por ano no viveiro da MRN. As sementes utilizadas para produção de mudas são adquiridas nas comunidades ribeirinhas. Por hectare, são plantadas aproximadamente 1.700 mudas, com uma média de 80 espécies plantadas por ano.

No viveiro, as sementes passam por quebra de dormência e germinação. Isto é feito em sementeira de vermiculita. As mudas crescem em sacos plásticos, protegidas por tela, em períodos que variam de dois a 24 meses antes do plantio nas áreas em reabilitação.

Antes do reflorestamento, as pilhas de estéril removidas para a lavra da bauxita são espalhadas por tratores. Em seguida, o solo orgânico estocado é usado para cobertura da nova superfície. O terreno é, então, escarificado por tratores e as mudas são plantadas manualmente. Já nas áreas de encostas e taludes é feita hidrossemeadura com gramíneas.

Os indicadores de crescimento de mudas, de fertilidade e estruturação do novo solo, de retorno da fauna e da evolução do processo de sucessão natural da vegetação são monitorados por cientistas da Universidade Federal da Paraíba (UFPB), da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) e do Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG). Os resultados mostram que o modelo de reflorestamento estabelecido está em franca evolução.

Início do reflorestamento - 1985

Evolução 1997

Mudas de plantas nativas em área de replantio

Plantas nativas em área de replantio

Evolução 2005

Mudas para reflorestamento

A mina de bauxita Paragominas da Vale iniciou as operações em 2007.

Reserva (recursos) 303 M toneladas de bauxita.

Depósito do tipo tabular, espessura de 1,47m de minério e cobertura de 11m.

Relação estéril/minério: 7,6 em volume. Ocorrem 7 tipos litológicos distribuídos em

dois horizontes (horizontes das BN ou bauxita nodular e das BC ou bauxita cristalizada).

Exemplo Vale Paragominas

Desmatamento Remoção do solo vegetal Remoção da cobertura estéril Desmonte mecânico por escarificação Carregamento Transporte Recomposição da área lavrada Equipamento utilizado no decapeamento: Escavadeira hidráulica de 250t e trator de

esteiras CAT D11R.

Decapeamento

Decapeamento e lavra para espessuras até 8m

Para espessuras maiores que 8m, o trator faz um pré-corte e a escavadeira hidráulica de 15m3 escava o material remanescente até a exposição da bauxita.

A remoção do estéril é finalizada em duas etapas:

1- Pré-corte com trator na descendente, enchendo a cava gerada pela lavra da faixa anterior. Após o preenchimento da cava pelo trator o material remanescente é transportado até o topo da pilha de estéril da faixa anterior, até deixar uma espessura de 4,5 metros.

2- A escavadeira se posiciona sobre a plataforma executando o primeiro corte e girando 180º depositando o material na área de estéril. Na sequência se posiciona sobre a plataforma remanescente, cortando o material e lançando dentro da cava oriunda do primeiro corte. Depois é realizado o remanuseio do material remanescente até a conclusão da liberação da tira para que seja feito o desmonte mecânico por escarificação do minério.

Sequência de operações

240 ha de área a ser lavrada anualmente. Lavra em tiras. Lavra mecanizada. A mina Miltônia 3 é dividida em blocos cada

um com 200m de comprimento lavrados em faixas de 25 m de extensão.

Escarificação da bauxita. Carregamento e transporte do minério até o

britador. Recomposição da área lavrada,

reflorestamento.

Lavra

Visão geral das operações

Desmatamento. Limpeza de galhadas. As galhadas são

depositadas em linhas paralelas ao avanço da lavra numa distância de 100 m de cada linha.

Posteriormente, são lançadas no fundo da cava para ajudar na fertilidade do solo. A galhada não pode ficar em contato com a bauxita.

Remoção do solo, estocagem em pilhas para posterior utilização.

Sequência das operações

Limpeza de galhada

Decapeamento com tratores (pré-corte), usando o método de trincheiras.

Decapeamento com escavadeiras (LIEBERR 994R)

Raspagem, carregamento e transporte da laterita com auxílio de trator de esteira e carregadeira frontal e escavadeira. O transporte é feito por caminhões basculantes.

Escarificação da bauxita feita por trator de esteiras.

Decapeamento com tratores de esteira CAT D11R

Decapeamento com escavadeira LIEBHERR R994

Carregamento da laterita

Escarificação da bauxita

Nivelamento da área escarificada. Motoniveladoras e tratores de pneus.

Carregamento da bauxita. Escavadeiras CAT 365 CL.

Transporte por caminhões Scania P420 de 25 metros cúbicos.

Nivelamento da área lavrada

Carregamento e transporte da bauxita

Aspersão da pista

Método de lavra com lançamento de parte das rochas de cobertura na qual a energia dos explosivos é aproveitada para lançar o material para a cava exposta.

Sob certas circunstâncias, o uso de explosivos pode ser mais econômico do que a utilização de equipamentos para a remoção da descobertura.

Com projetos apropriados, cerca de 40 a 60% da cobertura pode ser movida pela ação dos explosivos.

Cast mining (Cast blasting)