DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas
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Item 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 EyerDesde 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.Item 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 deEste 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.Item 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 deA 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.Item Análise da viabilidade técnica e econômica do uso de minerador contínuo de superfície em uma mina de minério de ferro.(2016) Ditlef, Alexandre; Lima, Hernani Mota de; Fernandes, Eunírio Zanetti; Sousa, Wilson Trigueiro deOs diversos desafios com que se deparam os Engenheiros de Minas para tornar viável um empreendimento mineiro tem evoluído muito nos últimos anos. Entre estes desafios podemos citar a crescente descoberta de novos depósitos com baixos teores, depósitos menores, alta relação estéril/minério, minérios cada vez mais heterogêneos, baixa recuperação metalúrgica, logística complicada, um mercado cada vez mais exigente, impondo diversas penalidades nas impurezas encontradas nos produtos, além, é claro, de diversas medidas para se minimizar ou quiçá evitar os impactos ambientais. Acompanhando estes desafios, novas tecnologias, softwares, equipamentos de lavra e de processamento mineral estão sendo desenvolvidos pelos fabricantes de equipamentos. O foco deste trabalho é apresentar as informações detalhadas e as premissas necessárias para as possíveis aplicações, dentro da indústria mineral, dos mineradores contínuos de superfície mais conhecidos como surface miners - equipamento atualmente mais utilizado no âmbito das operações de lavra de carvão e de fosfato que está, cada vez mais, sendo incorporado nas avaliações de diversos projetos de mineração. Este trabalho pretende mostrar a utilização deste equipamento no âmbito de engenharia mineral e como deve ser conduzido o estudo para a sua aplicação.Item Estudos para o aumento da vida útil das minas de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero, MG.(2015) Omachi, Geraldo Yasujiro; Curi, AdilsonO Quadrilátero Ferrífero (Q.F.) sempre foi a principal província mineral produtora de minério de ferro no Brasil. Em função da necessidade de matéria prima mineral para a indústria siderúrgica nacional e internacional, principalmente os mercados asiático e europeu, a exploração de minérios hematíticos (material de baixo custo de lavra, alto teor de ferro e baixo teor de contaminantes) foi o grande diferencial para atender a crescente demanda. Porém, com o processo de exaustão do minério de alto teor de ferro e a necessidade em atender o mercado transoceânico do minério de ferro, tornou-se imprescindível a lavra de materiais itabiríticos (baixo teor de ferro) para a continuidade das minas em operação. Este trabalho foi proposto visando analisar as possibilidades de aumento da vida útil das minas de minério de ferro do Q.F. em Minas Gerais. Estado este em que a mineração contribuiu e continua contribuindo significativamente para o desenvolvimento das regiões impactadas direta (áreas de cava e beneficiamento) e indiretamente (municípios em torno, áreas de ferrovias e portos). Para ilustrar a argumentação proposta foi realizado um estudo comparativo real entre um Plano Diretor de Lavra (PDL) de material hematítico e o PDL de material itabirítico para uma mesma mina em diferentes épocas, com base em seus respectivos Planos de Aproveitamento Econômico (PAE´s). Ainda, foi realizado o levantamento do IDHM (Índice de Desenvolvimento Humano Municipal), dos principais municípios produtores de minério de ferro e o impacto da CFEM (Compensação Financeira pela Exploração de Recursos Minerais) nos atuais orçamentos municipais para comprovar a importância desse empreendimento econômico nos municípios produtores. A partir desse estudo procura-se demonstrar a viabilidade do aumento da vida útil das minas de minério de ferro, estendendo os benefícios da continuação da atividade mineradora para toda a sociedade de uma forma sustentável. É o que se pretende demonstrar nessa dissertação. Palavras chaves: minério de ferro, vida útil da mina, sustentabilidade na mineração, Índice de Desenvolvimento Humano Municipal.Item Análise das opções de vias de produção e acesso em minas subterrâneas.(2015) Costa, Leandro de Vilhena; Silva, José Margarida daNesta dissertação se analisam as principais vias de escoamento da produção e acesso a minas subterrâneas. Em minas subterrâneas, o transporte de minério afeta significativamente a produção e a lucratividade da empresa. Então otimizar as vias de acessos representa uma maneira de diminuir custos e melhorar a produção. Os principais acessos a corpos subterrâneos são rampas ou poços verticais. Servem tanto para transporte de minério ou de estéril, como passagem de pessoas, equipamentos ou suprimentos. Entre os critérios fundamentais na determinação de qual acesso a ser utilizado estão: profundidade, a taxa de produção e a vida útil. A maioria das informações foi adquirida de fontes internacionais, sendo que no Brasil, os dados foram obtidos por meio de visitas técnicas às empresas de interesse, discussão com profissionais da área e análise de questionários respondidos. Serão detalhados os acessos principais por rampa e poço vertical em minas brasileiras e estrangeiras.Item A compensação financeira pela exploração de recursos minerais (CFEM) e o fechamento de mina : uma análise de dois municípios mineradores.(2015) Tropia, Roberta Rigueira; Lima, Hernani Mota deO objeto de estudo deste trabalho é o Fechamento de Mina. O fechamento de mina é fase essencial tanto para as empresas de mineração quanto para as comunidades que existem no seu entorno, visto ser o momento em que as atividades de extração serão finalizadas (ou interrompidas) e que costuma gerar grande impacto na maioria das cidades mineiras. No passado, tanto empresas de mineração, quanto municípios mineiros realizaram suas atividades sem nenhuma preocupação com o momento de fechamento das minas. Porém, nos dias de hoje, esta realidade vem sendo modificada aos poucos. Na atualidade, as empresas devem apresentar um plano de fechamento de mina, antes mesmo de entrar em operação, plano este que deve conter informações de como ela irá prevenir os impactos decorrentes da extração mineral e que deve ser acordado e aprovado entre ambas as partes, empresa e comunidade. Neste trabalho o foco serão os impactos socioeconômicos da mineração com ênfase no fechamento de uma mina. Nesse contexto, analisa-se a CFEM como um instrumento de garantia da sustentabilidade social e econômica que, como preconiza a Constituição Federal, trata da aplicação dos recursos econômicos da mineração para investimentos em infraestrutura, saúde e educação. Para tal, esse estudo realizou uma análise da CFEM como instrumento para minimização dos impactos socioeconômicos do fechamento de mina, usando como estudo de caso os municípios de Fortaleza de Minas e São Gonçalo do Rio Abaixo, com ênfase em duas minas: a Mina de Fortaleza de Minas, da Votorantim, e a Mina de Brucutu, da Vale. A análise dos dados levantados não permitiu uma comparação numérica entre os municípios, pois a diferença de valores arrecadados a título de CFEM é significativa. Desta forma, foram avaliados os avanços em termos de IDH e PIB de cada município e a presença de planos municipais de desenvolvimento que utilizam os recursos da CFEM para tal.Item Classificação e diagnóstico das estradas de mina de lavra a céu aberto de minério de ferro dentro do Quadrilátero Ferrífero.(2014) Reis, Maíra dos Santos; Oliveira Filho, Waldyr Lopes deO presente trabalho propõe a padronização de procedimentos para a obtenção e gerenciamento de estradas de mina, em lavra de minério de ferro, dentro do Quadrilátero Ferrífero, com foco em um sistema de classificação dessas vias. O trabalho foi todo desenvolvido dentro de um contexto real da mineração, através da seleção de uma unidade representativa das condições gerais de estradas e envolvendo o pessoal que atua no setor. A sequência metodológica contou com uma extensa revisão das práticas correntes, nivelamento teórico dos participantes da pesquisa, formalização da experiência existente e sugestões de melhoria, através de workshops e visitas técnicas e, finalmente, a consolidação do trabalho com a produção de vários documentos técnicos e científicos. A unidade selecionada para a condução do trabalho foi o Complexo de Itabira, em Minas Gerais, onde as estradas de mina foram divididas em acessos principais, acessos secundários, e acessos à praça (de lavra ou de descarga, quando em depósitos de estéril), com base em critérios de funcionalidade, permanência, extensão e nível de serviço. Além da definição das classes e dos critérios de classificação, para cada categoria de estrada foi determinado um conjunto de fatores a serem observados nas três mais importantes macroatividades das estradas – projeto, construção e manutenção – grupados na forma de matrizes. Tal classificação guia a obtenção de uma estrada adequada dentro de sua função, ao mesmo tempo em que contribui para a racionalização do uso de recursos no planejamento de produção. Os resultados desse trabalho quanto às matrizes de fatores são diferenciados. As definições dos requisitos que, para os mineradores, produzem maiores impactos sobre as estradas e sobre os quais o conhecimento prévio era maior (projeto geométrico, projeto de drenagem e manutenção) foram mais conclusivas e enfáticas, do que aqueles relacionados às demais etapas (projeto de pavimento e construção), que são conduzidas com menos critério. Acredita-se que essa classificação de estradas de mina tem grande potencial de utilização, contando com os ajustes devidos à propagação de seu uso e a necessária complementação de análises econômicas comparativas. Espera-se que essa nova visão do tema possa se estender também para estradas de mina de lavras de outros minérios e em diferentes cenários.Item Estudo do melhor método de extrapolação de regressão múltipla para construção do modelo geometalúrgico de uma mina de fosfato brasileira.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2013) Fernandes, Fernanda Gontijo; Cabral, Ivo EyerA construção de modelos de blocos com estimativa dos teores in situ é uma prática rotineira durante a avaliação de recursos, mas estas informações não são suficientes para entender o comportamento do minério no processo de beneficiamento. A geometalurgia propõe a adição da resposta metalúrgica do minério no modelo de blocos, tornando-o mais confiável e aderente no que diz respeito à capacidade de produção, gerando ganhos financeiros e reduzindo riscos. Uma variável metalúrgica importante para o planejamento econômico e de mina é a recuperação mássica, informação muitas vezes subutilizada devido à escassez de dados, o que dificulta sua aplicação no planejamento. Visando um melhor aproveitamento das informações disponíveis, empregou-se a técnica de análise de regressão múltipla para desenvolver um modelo estatístico que relacionasse a recuperação mássica com teores in situ de uma mina de fosfato em estudo. O modelo construído mostrou que quanto maior o teor de P2O5 e quanto menores os teores de Fe2O3, SiO2 e TiO2 no ROM, maior era a recuperação mássica obtida no processo de beneficiamento, e devido à qualidade do modelo tornou-se possível estimar esta resposta metalúrgica tendo somente a análise química dos teores in situ. O estudo da melhor forma de se aplicar o modelo de regressão construído para a estimativa da recuperação mássica média dos blocos foi o foco desta dissertação. Duas formas foram estudadas. A primeira delas consiste em aplicar o modelo nas amostras do banco de dados com análise química das variáveis independentes P2O5, Fe2O3, SiO2 e TiO2, obtendo assim uma estimativa da recuperação mássica em cada amostra, seguida de variografia e krigagem dos blocos. A segunda maneira consiste em variografar e krigar todas as variáveis independentes do modelo construído, e aplicar a equação da regressão bloco a bloco. Para avaliar as duas formas de se utilizar a equação construída foi elaborado um estudo que contemplou desde a coleta de amostras até a reconciliação com a produção da usina, o que permitiu a identificação do melhor método de extrapolação do modelo de regressão.Item Aplicações de ferramentas de simulação em operações mineiras para determinação de índices operacionais utilizados em planos de lavra adaptados ao estudo de caso da Mineração Casa de Pedra - CSN (Congonhas/MG).(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2013) Rodovalho, Edmo da Cunha; Cabral, Ivo EyerO foco principal deste trabalho são as atividades necessárias para a elaboração dos planos de lavra da Mineração Casa de Pedra. Trata-se de uma mina de ferro localizada na cidade de Congonhas, Minas Gerais, Brasil. Esta mina pertence à Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). Os estudos se concentram nas operações de carga e transporte de mina, pois são recursos fundamentais para a execução de planos de lavra. O objetivo principal do trabalho é a melhoria da qualidade dos planos de lavra de curto prazo utilizando técnicas de regressões lineares múltiplas e de simulação para estimativa de índices de produtividade horária das referidas operações unitárias. Estas estimativas oferecem altos índices de precisão, o que aumenta a qualidade das informações de entrada para elaboração dos planos de lavra de curto prazo. Para a realização das análises e estudos de regressões lineares múltiplas foi utilizado o software MINITAB 16®, enquanto o modelo de simulação foi desenvolvido via sistema de despacho eletrônico. O intuito foi estimar a produtividade horária utilizando parâmetros ligados às etapas das operações unitárias envolvidas no estudo. Essas estimativas são utilizadas como premissas para a elaboração dos planos de lavra. O estudo é estruturado em cinco etapas, estimativa de índices de produtividade horária via regressão linear múltipla, confecção do plano de lavra com base nas estimativas, comparação entre os índices reais e os estimados via regressão, construção do modelo de simulação utilizando o mesmo banco de dados adotado pelos estudos de regressão linear múltipla, comparação entre os resultados obtidos pelo modelo e os dados reais. A validação das estimativas via regressão é feita através da comparação com os resultados indicados pelo modelo de simulação e pelos dados reais. As análises indicam que as técnicas de estimativa via regressão linear múltipla são eficazes para suporte à tomada de decisões e ainda torna os planos de lavra mais exequíveis.