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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.

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Metodologia para otimização de leiaute de câmaras e pilares da Mina Urucum em Corumbá-MS.
(2023) Nascimento, Lucas Martins da Costa do; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Charbel, Paulo André; Figueiredo, Rodrigo Peluci de; Santos, Allan Erlikhman Medeiros; Magalhães, Fábio Soares
O dimensionamento de leiaute de câmaras e pilares em mineração subterrânea é feito comumente por meio de métodos de dimensionamento tradicionais, principalmente por meio da teoria da área tributária e fórmulas empíricas de resistência, metodologia que tende a ser muito conservadora e assim não se configura como a melhor premissa para extração de minério. Neste trabalho, é estudado um redimensionamento otimizado de leiaute das câmaras e pilares de uma área definida na Mina Urucum, uma mina de manganês, situada em Corumbá-MS, onde os corpos de minério tabulares horizontais, ou sub-horizontais, são lavrados, há décadas, pelo método câmaras e pilares. Para isso, apresenta-se um problema padrão de matemática, no qual o objetivo é estabelecer funções de recuperação do minério, cujas variáveis são geométricas com restrições geotécnicas e operacionais. Como a recuperação e as restrições são funções, via de regra, não-lineares dos parâmetros geométricos do leiaute, têm-se em questão um problema particularmente intricado de programação não-linear. Com a utilização dessas funções e estimativas mais acuradas de tensão e resistência aplica-se a metodologia proposta em uma área específica da mina com objetivo de determinar as dimensões ótimas da seção de pilares quadrados e vãos. Adicionalmente, e de forma complementar, propõe-se um dimensionamento de contenção específico para maciços estratificados, caso da Mina Urucum. Os resultados de estudos paramétricos são relatados, comparando a recuperação por meio da metodologia usualmente utilizada e a metodologia de dimensionamento otimizada, o que, como resultado, viabilizou um aumento de 30% na taxa de recuperação com as novas dimensões de vãos e pilares obtidas por meio da metodologia proposta.
Controle por aprendizagem por reforço aplicado aos processos : CSTR e Espessador.
(2022) Bitarães, Santino Martins; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Silva, Moisés Tavares da; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Silva, Moisés Tavares da; Braga, Marcio Feliciano; Cota, Luciano Perdigão; Araújo, José Mário
O controle por aprendizagem por reforço busca melhorar seu desempenho pelo aprendizado obtido ao interagir com o processo. As ações de controle deste tipo de controlador são norteadas unicamente por uma função de recompensa. O algoritmo Augmented Random Search (ARS) é uma método de aprendizagem por reforço baseado em busca aleatória simples com melhorias no processamento das recompensas e dos estados. As características apresentadas pela aprendizagem por reforço permitirá sua utilização em processos complexos e não lineares, como o tanque com agitação contínua (CSTR) e o espessador. Esses dois processos são complexos e apresentam comportamentos diferentes nos pontos de operação. Para o problema do CSTR, os estados são as referências do processo (referência atual e uma mudança de referência), as ações são os parâmetros do controlador PI e a recompensa foi definida em função do erro entre a referência e variável do processo (temperatura do reator). No caso do espessador os estados são o erro e a concentração do underflow, a ação é o ajuste direto da vazão de underflow e a função de recompensa foi definida em função do erro e da variação da ação de controle. Para o simulador do CSTR foi utilizado o python e para o espessador, utilizamos o Matlab. A sintonia proposta pelo ARS para o problema do CSTR apresenta uma melhoria de 8,3% (IAE), considerando o mesmo ponto de operação, em comparação com o benchmark. Já o o algoritmo ARS foi 19% (IAE) melhor na tarefa de controlar diretamente o espessador.
Previsão de falta de equipamento de carga para frota de transporte com base em aprendizado de máquina.
(2022) Cordeiro, Guilherme Gouveia; Guimarães, Frederico Gadelha; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Guimarães, Frederico Gadelha; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Reis, Agnaldo José da Rocha; Bessani, Michel
Um desafio vigente na gestão de frota do setor de mineração é a predição de eventos de falhas de processo, devido à alta quantidade de parâmetros de influência internos (como quebra de equipamentos), externos ao processo (como intempéries) e de interface (como parada de britagem). Este trabalho trata do desenvolvimento de uma abordagem de aprendizado de maquina para previsão da quantidade de horas por dia do evento Falta de Equipamento de Carga para a frota de transporte utilizando dados de despacho. O modelo aplicado foi o Random Forest variando o numero de árvores entre 20, 50 e 100. Realizou-se a seleçãoo de atributos por meio de Backward Elimination para a redução de 20 para 5 parâmetros. A métrica utilizada para avaliação dos modelos foi o coeficiente de correlação (R). Dados de operação real foram utilizados para construção do modelo contendo ao final do trabalho 11,7 milhões de registros em 2 anos de coleta. Os resultados apontaram através do teste de Shapiro-Wilk e T-Welch que os modelos de 20, 50 e 100 árvores eram equivalentes, os coeficientes de correlação médio foram respectivamente 0,768, 0,773 e 0,773 que após a ampliação da massa de dados de 860 mil para 11,7 milhões de registros chegaram a 0,809, resultados melhores do que o valor de 0,35 obtido com o método regressão linear, atualmente utilizado pela área. Assim, o uso do aprendizado de máquina através do Random Forest apresentou bons resultados e aplicabilidade para predições e classificações de eventos da gestão de frota na indústria de mineração.
Desenvolvimentos e aplicações de dispositivos robóticos em ambientes de mineração : proposta de sistema de vedação para o EspeleoRobô II e ferramenta de remoção de cobertura de borracha para emenda de correias.
(2021) Barros, Luiz Guilherme Dias de; Freitas, Gustavo Medeiros; Pritzelwitz, Philip von; Freitas, Gustavo Medeiros; Pritzelwitz, Philip von; Pessin, Gustavo; Becker, Marcelo
Com o aumento da demanda por segurança nas operações e com a ascensão da robótica imposta pela terceira revolução industrial, os dispositivos robóticos passaram a ser mais comumente empregados para tarefas com riscos expressivos ao trabalhador ou em locais onde a precisão do processo é uma exigência. Na mineração especificamente, dispositivos robóticos móveis têm sido utilizados cada vez com uma maior frequência para inspeção de ativos e locais de difícil acesso e/ou espaços confinados. Em outra frente, a Vale também emprega robôs manipuladores fixos em tarefas como lavagem de caminhões fora de estrada, movimentação de amostras em laboratório, solda de vagões, dentre outros. Estas tarefas contêm particularidades de processo ou esforço elevado para serem realizadas por humanos. Esta dissertação trabalha com as duas frentes citadas, e em uma delas apresenta o desenvolvimento do projeto de vedação de um dispositivo robótico móvel, denominado EspeleoRobô II, a partir da versão I desse mesmo robô, para implementação de um sistema de vedação que permitisse inspeções em locais parcialmente alagados e/ou com lama. Foram realizados testes de campo, que validam a metodologia de vedação proposta e infere ao robô um grau de proteção IP-67. A outra frente apresenta um estudo inicial para implementação de um sistema automatizado para preparação de emenda de correias, especificamente na etapa de remoção da cobertura de borracha da correia, onde uma ferramenta rotativa acoplada a um braço manipulador e posicionada ao lado do transportador realiza a tarefa de corte. Atualmente este processo é manual e expõe o trabalhador a diversos riscos como utilização de materiais cortantes e condições ergonômicas adversas. Para validar a proposta, foi desenvolvida uma bancada de testes instrumentada que simula a tarefa de corte para estimativa dos esforços envolvidos no processo de corte automático. Os resultados apresentados até o momento validam a ferramenta como possível solução aplicável no processo.
Caracterização de rejeito de minério de ferro por meio de ensaios de campo e laboratório aplicada à análise de susceptibilidade à liquefação.
(2021) Coelho, Pablo dos Santos Cardoso; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Pereira, Eleonardo Lucas; Minette, Enivaldo
As barragens de mineração construídas pelo método de alteamento a montante atualmente existentes no território brasileiro recentemente tornaram-se um sério problema de geotecnia, estabelecido o contexto das recentes rupturas ocasionadas pelo fenômeno de liquefação da barragem de Fundão, da Mina Germano, em 5 de novembro de 2015, localizada em MarianaMG e da barragem B1, da mina Córrego do Feijão, em 25 de janeiro de 2019, em BrumadinhoMG. Conhecida a relação entre a ocorrência das rupturas e a natureza suscetível à liquefação dos rejeitos de mineração dispostos na barragem exercendo o papel de fundação dos alteamentos, faz-se necessária a caracterização dos rejeitos de mineração a fim de se mensurar os riscos associados à operação, manutenção e descaracterização destas estruturas. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um fluxo de caracterização de um rejeito de mineração de minério de ferro disposto hidraulicamente em uma barragem alteada pelo método de montante, atualmente em processo de descaracterização, aplicada a análises de susceptibilidade à liquefação. Foram percebidos no interior da estrutura dois rejeitos: um de natureza granular e outro de natureza fina. Foram analisados: ensaios de caracterização física e de resistência laboratoriais dos rejeitos finos, aos quais, dada a sua saturação parcial, fez-se necessária campanha de caracterização mais extensiva para elaboração do projeto de descaracterização; ensaios SPT e sCPTu realizados em ambos os rejeitos. A partir da análise do dado foi possível a estimativa de parâmetros geotécnicos de resistência e da suscetibilidade à liquefação. Adicionalmente, foram estimados parâmetros de permeabilidade e adensamento para os rejeitos finos.
Evolução de características físicas e químicas de topsoil de campo ferruginoso aplicado em projeto de recuperação de área degradada pela mineração.
(2017) Rocha, Fernanda Carolina Gomes; Kozovits, Alessandra Rodrigues; Leite, Mariangela Garcia Praça; Messias, Maria Cristina Teixeira Braga; Martins, Sebastião Venâncio; Ribeiro, Elizene Veloso; Kozovits, Alessandra Rodrigues
O Quadrilátero Ferrífero (QF) concentra jazidas minerais de grande interesse para explotação de Ferro e Alumínio no Brasil e portanto, possui enorme demanda por programas eficientes de recuperação de áreas degradadas pela mineração. A vegetação sobre essas jazidas, como os campos ferruginosos, apresenta alto grau de endemismo e muitas espécies são de difícil reprodução ex situ. O uso de topsoil vem sendo apontado como uma das técnicas mais eficientes nos projetos de recuperação de áreas degradadas (RAD) em todo o mundo. A retirada dessa camada superficial pela atividade minerária dificulta o restabelecimento da vegetação uma vez que são perdidas características importantes como banco de sementes, micro e mesofauna, estrutura física adequada, dentre outras cruciais para o retorno e manutenção dos serviços ambientais perdidos. A legislação ambiental exige o uso de topsoil para projetos de RAD, porém, por dificuldades operacionais, o uso desse material não costuma ocorrer de imediato e, geralmente, nenhuma técnica é utilizada para seu armazenamento, podendo em alguns casos perder sua eficiência devido às más condições de estocagem. O presente estudo teve como objetivo avaliar a evolução das características físicas e químicas de topsoil utilizado em um projeto de RAD ao longo de 12 meses de experimento, considerando dois tratamentos: (1) uso de topsoil com diferentes tempos de armazenamento, sendo um o Topsoil Previamente Armazenado (TPA) por três meses até sua utilização e o outro Topsoil Recém Coletado (TRC) que fora utilizado imediatamente após sua raspagem na área e (2) adição de serapilheira para minimizar a lixiviação observada em outros estudos na mesma área. Nos testes realizados ao início do experimento, não foram observadas diferenças significativas referente aos três meses de armazenamento, porém, após 12 meses de experimento, as condições de fertilidade e microestruturais melhoraram em ambos os topsoils (TPA e TRC), sendo ainda melhores no TPA. Analisando-se os dados geoquímicos, não foram observadas perdas relevantes de nutrientes devido à lixiviação. Essas melhorarias estão intimamente relacionadas ao desenvolvimento da vegetação nas parcelas de estudo, uma vez que influenciaram na quantidade de matéria orgânica depositada no solo, promovendo alterações químicas e físicas, através do incremento de matéria orgânica (através da decomposição de material vegetal de espécies de ciclo de vida anual e deposição de serapilheira), desenvolvimento das raízes, entre outros, recriando um ambiente sustentável. Com esse estudo, percebeu-se que o tempo de armazenamento de três meses não foi suficiente para afetar a qualidade do topsoil originário de áreas de campos ferruginosos e reafirmou o papel transformador da vegetação como aspecto importante para a sustentabilidade dos projetos de RAD.
Metodologias analíticas e modelagem numérica para a otimização da inclinação de taludes de mineração com base no lucro.
(CAPELLI, Renata Bazzarella. Metodologias analíticas e modelagem numérica para a otimização da inclinação de taludes de mineração com base no lucro. 2018. 116 f. Dissertação (Mestrado em Geotecnia) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018., 2018) Capelli, Renata Bazzarella; Gomes, Romero César; Napa Garcia, Gian Franco; Gomes, Romero César; Alameda Hernández, Pedro Manuel; Assis, André Pacheco de
Os desafios associados às análises da estabilidade de taludes de grande porte têm sido crescentes com o avanço da atividade mineradora a céu aberto, principalmente quando a exploração atinge grandes profundidades. Neste cenário, impõe-se, portanto, a adoção de técnicas de análise que assegurem a segurança e a economia das escavações, sem a ocorrência de acidentes e/ou instabilidades nas cavas. Nas últimas décadas, modelos determinísticos foram empregados em larga escala em grandes taludes rochosos de mineração, embora representem um claro distanciamento da realidade do problema pelas incertezas inerentes à variabilidade espacial dos parâmetros geomecânicos adotados. Neste contexto, a evolução das análises para abordagens probabilísticas é bastante natural. A presente pesquisa aplica abordagens probabilísticas para as análises da estabilidade de taludes rochosos de grande porte de uma mina de ferro ainda em operação, visando estabelecer métodos de otimização do ângulo global, de inter-rampa e de banco de uma seção típica da cava. Foram utilizadas duas abordagens objetivando as otimizações: uma por meio de modelagem numérica (com base no programa FLAC3D) e baseada em conceitos de lucro e outra utilizando-se métodos analíticos baseados em valores de referência para os fatores de segurança (FS). Para a quantificação da probabilidade de falha (PF) e dos riscos associados, foram utilizadas simulações de Monte Carlo. Um estudo de sensibilidade foi realizado para se avaliar a influência do custo de falha na função de risco e foi desenvolvido um software, denominado ProBench, para solucionar a otimização dos ângulos de inter-rampas e bancos via metodologias analíticas. Na otimização do ângulo global por simulações numéricas, foi gerada uma superfície de resposta polinomial linear com intuito de se aliviar a carga computacional exigida pelo acoplamento direto das simulações de Monte Carlo. A configuração ótima encontrada para o ângulo global do caso estudado variou, de acordo com os valores dos custos de falha utilizados, entre 31° e 34,5°. Os ângulos ótimos para inter-rampa e banco foram, respectivamente, da ordem e 40° e 47°. Essas geometrias mostraram-se consistentes com a prática observada na mina em estudo e ratificaram o potencial das metodologias aplicadas de forma que estudos de quantificação do risco e do lucro em projetos ótimos de escavação mostram-se possíveis e eficientes no âmbito da prática geotécnica de taludes de mineração.
Estudo de viabilidade de lavra com uso de mineradores contínuos de superfície na mineração de xisto de São Mateus do Sul – PR.
(2017) Dias Filho, Jaime; Curi, Adilson; Curi, Adilson; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Cabral, Ivo Eyer
Desde seu início nas operações de lavra de mina a céu aberto, a tecnologia de mineração contínua de superfície se apresenta como uma grande e vantajosa inovação quando comparada aos modelos convencionais de lavra de mina, promovendo uma lavra mais simples, confiável, segura, econômica, automatizada e ambientalmente responsável. Elimina de forma imediata a necessidade do uso de explosivos na mina, assim como diversos riscos de segurança e de meio ambiente que se fazem presentes nos sistemas de lavra convencionais. Desta forma, a tecnologia de mineração contínua de superfície apresenta-se como uma especialização de lavra já consolidada e amplamente reconhecida pelo mercado de mineração mundial, com amplos ganhos técnicos e econômicos no que concerne a lavra de mina a céu aberto, em especial ao já consagrado Método de Lavra em Tiras. Diante dos benefícios de aplicação desta tecnologia, o presente projeto de pesquisa objetiva elaborar um estudo de viabilidade técnica do uso dos mineradores contínuos de superfície para a lavra de folhelho (xisto) betuminoso da Unidade de Industrialização do Xisto - SIX da PETROBRAS S.A, situada no município de São Mateus do Sul, Estado do Paraná, considerando seus principais benefícios técnicos, ambientais, sociais e de segurança, pela comprovação de possibilidade de aplicação dos mineradores contínuos de superfície com análise de testes de compressão simples das rochas da mina, identificação das perdas de minério na mina de xisto com vistas à suas eliminações, melhor aproveitamento da jazida de xisto com aumento em quantidade e qualidade de ROM pela característica de lavra seletiva de minério dos equipamentos, e definição do método de operação e dimensionamento de frota de mineradores contínuos de superfície.
Impacto da incorporação da variável densidade na estimativa de reservas minerais de ferro : mina de Brucutu.
(2018) Lisboa, Mayara da Costa; Cabral, Ivo Eyer; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Cabral, Ivo Eyer; Lima, Hernani Mota de; Sousa, Wilson Trigueiro de
Este estudo aborda a importância de a densidade ser levada em consideração nas estimativas de teores de minério, já que a mesma varia ao longo do depósito. A aplicação da variabilidade da densidade nas estimativas gera resultados de tonelagens diferentes daqueles em que a densidade é considerada constante. Informações de densidade provenientes da mina de ferro de Brucutu foram usadas para um estudo de caso. Foram utilizados dados de hematita friável e itabirito friável, pois estas litologias apresentam maior número de amostras de densidade e estão entre as maiores em cubagem, baseados em estudo feito sobre a cava final do depósito. Diferentes cenários (krigagem ordinária só com os dados de densidade disponíveis, cokrigagem, uso da média e krigagem ordinária usando dados adicionais de densidade gerados por regressão ou por cálculo normativo) foram usados e comparados para a estimativa da densidade em um modelo de blocos. Foram comparados também duas formas (método direto e indireto) para converter densidade em massa ou tonelagem da substância útil, no caso o Fe. No método direto a variável acumulada (teor x densidade) é estimada diretamente nos blocos. No método indireto as estimativas de teor e densidade são realizadas separadamente, sendo a acumulação (produto entre elas), efetuada posteriormente. Ambos os métodos forneceram resultados próximos. As estimativas individuais de blocos podem variar muito quando realizadas por métodos diferentes. A quantidade de dados disponíveis de densidade, menor em relação a outras variáveis como teores, afeta a qualidade dos resultados e principalmente a quantidade de blocos estimados. Regressão linear e cálculo normativo foram usados para gerar indiretamente novos valores de densidade. O cálculo normativo se mostrou uma forma muito atrativa para o cálculo de novos valores de densidade para a mina em estudo, principalmente se dados de porosidade medida ou calculada indiretamente são disponíveis. A densidade afeta diretamente as estimativas de massas de minério a serem recuperadas e tem, consequentemente impacto na economia de um projeto de mineração. Este estudo sugere uma metodologia mais adequada para o tratamento da variável densidade em estimativas via krigagem, de forma a obter resultados mais próximos da realidade, diminuindo assim, as incertezas envolvidas nas estimativas de recursos/reservas minerais.
Melhoria contínua aplicada para carregamento e transporte na operação de mina a céu aberto.
(2017) Coutinho, Heitor Lobo; Lima, Hernani Mota de; Curi, Adilson; Lima, Hernani Mota de
A alta competitividade no mercado de mineração mundial faz com que as empresas busquem cada vez mais aumentar a eficiência de seu processo produtivo para viabilizar suas operações. Este trabalho apresenta um conjunto de projetos de melhoria contínua aplicados nas operações unitárias de carregamento e transporte, na lavra a céu aberto. A partir de uma pesquisa sobre as diversas práticas operacionais utilizadas nas operações de mina, apresentamos algumas técnicas que resultam em maior produtividade, maior segurança e menor custo operacional nas operações de carregamento, transporte por caminhões e transporte por correias. Na operação de carregamento foram analisadas técnicas de dimensionamento e compatibilidade dos equipamentos, posicionamento, manobra, condições e dimensões da praça. Na operação de transporte foram analisadas técnicas para projetos de acessos e gestão do transporte considerando fatores como largura, inclinação, plano de tráfego, manutenção e infraestrutura das vias de acesso. Além do transporte por caminhões foi feita uma análise do método de transporte por correias transportadoras, método inovador de lavra que vem sendo cada vez mais avaliado. Aqui serão analisadas as principais vantagens e desvantagens deste método, comparando-o ao tradicional por caminhões. Com base na metodologia Lean Seis Sigma, em boas práticas analisadas e em dados coletados em campo, foram aplicadas algumas melhorias de processo compondo três estudos de caso: projeto de redução de custo com pneus, projeto de aumento da produtividade dos caminhões e projeto de aumento da produção no sistema de correias, resultando em ganhos financeiros estimados na ordem de R$ 31,6 milhões por ano, além de ganhos em redução de impacto ambiental e aumento de segurança nas operações de mina.

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