DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas
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Item Uso da simulação para avaliar plano operacional de lavra definido pela técnica metaheurística Simulated Annealing.(2023) Ribeiro, Petrus Luís da Silva Gomes; Cabral, Ivo Eyer; Destro, Elton; Cabral, Ivo Eyer; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Rodovalho, Edmo da CunhaO objetivo fundamental do planejamento de curto prazo em uma mina a céu aberto é elaborar um cronograma de produção viável que atenda às restrições associadas aos processos de lavra e beneficiamento, com o intuito de maximizar os ganhos ou a quantidade total de minério produzido respeitando as restrições relacionadas à qualidade da mistura de minérios. Assim, uma parte fundamental desse plano envolve o tratamento da questão da mistura de minérios, que busca a determinação do ritmo de lavra em vários locais de trabalho com o objetivo de fornecer alimentação de minério adequada para as etapas subsequentes da produção mineral. No entanto, a resolução desse problema, quando feita sem a utilização de técnicas computacionais e conceitos de otimização, pode levar a um desempenho abaixo do ideal. Várias propostas têm sido apresentadas na literatura para resolver o Problema de Mistura de Minérios, incluindo programação linear e técnicas metaheurísticas. Essa última emprega conhecimentos de programação de computadores e otimização para resolver o Problema da Mistura de Minérios com alocação dinâmica de caminhões. Neste trabalho, foi utilizada a metaheurística Simulated Annealing a qual é inspirada em fenômenos metalúrgicos. O estudo foi dividido em duas partes: a primeira envolve a implementação da metaheurística Simulated Annealing para resolver um problema de otimização, enquanto, a segunda, envolve a avaliação da melhor solução gerada pela metaheurística através da execução de um modelo de simulação a eventos discretos. O código foi escrito na linguagem de programação Pascal e utiliza o Ambiente de Desenvolvimento Integrado Lazarus, enquanto o modelo de simulação foi construído e executado no software Arena com o intuito de avaliar a solução obtida pelo modelo de otimização (plano de lavra otimizado). O modelo de simulação leva em consideração as incertezas relacionadas ao desempenho dos equipamentos e aos tempos de ciclo da frota, pois considera a natureza estocástica das informações. Como resultado, a solução otimizada obtida através da metaheurística Simulated Annealing foi considerada viável (satisfatória), pois as hipóteses nulas relacionada à produção e à qualidade não foram rejeitadas (ao menos operacionalmente) e o cenário simulado apresentou pequenas divergências entre os valores otimizados e simulados para todas as medidas de desempenho do sistema (foi utilizado um intervalo de confiança de 95%). Por fim, este estudo contribui para melhorar o planejamento operacional de lavra de uma mina a céu aberto, buscando otimizar e avaliar/validar planos operacionais de lavra de curto prazo por meio do uso de ferramentas computacionais.Item Determinação da função quebra de minério em diferentes condições operacionais em escala de laboratório.(2022) Maia, Alair Corrêa; Lima, Rosa Malena Fernandes; Alves, Vladmir Kronemberger; Alves, Vladmir Kronemberger; Galery, Roberto; Montenegro, Luiz Claudio MonteiroA cominuição é um processo fundamental para as usinas de processamento mineral, garantindo a fragmentação do minério para uma vasta faixa de tamanhos inferiores. Já o moinho de bolas é um dos equipamentos mais utilizados, por trabalhar nos limites de alimentação e produto adequados à desagregação dos minerais da ganga e apresentar exequível possibilidade de escalonamento, importante diferencial, na medida em que os estudos teóricos podem ser desenvolvidos em paralelo aos testes experimentais nos laboratórios de pesquisas ou nas próprias empresas. O processo de cominuição industrial permanece pouco eficiente, apesar das evoluções nas pesquisas científicas, estas podem ser consideradas apenas incrementais. Todavia, pela robustez desta indústria, responsável por grande parte do consumo da energia elétrica global, pequenas melhorias nos equipamentos e processos podem significar grande retorno financeiro. Este trabalho traz um resumo histórico da cominuição e o seu desenvolvimento, tratando das abordagens energética e fenomenológica utilizadas para escalonar ou redimensionar os moinhos de bolas, facetando entre os modelos de Bond e do balanço populacional (PBM), este último, importante passo para a transformação da análise do processo, de uma matriz tipicamemente experimental, para uma de modelamento matemático e consequente análise computacional e simulação dos eventos de quebra. Na parte experimental, os esforços se concentraram no levantamento da Função Quebra ( ), em diferentes condições, utilizando o método BII de Austin; e a Função Seleção resolvem o PBM para moagem. Como complementação, são discutidas metodologias alternativas que, no contexto deste trabalho, devem ser consideradas ferramentas potenciais para a otimizaçao de moinhos e dos processos de cominuição: o método dos elementos discretos (DEM) e a metodologia da região atingivel (AR). Os resultados práticos mostraram que a Função Quebra possui baixa variabilidade e a sua determinação independe das condições dos testes, portanto, a sua determinação cuidadosa em laboratório é uma ótima opção para a obtenção de dados precisos para a resolução do PBM e simulação do processo de moagem por moinhos de bolas.Item Uso de simulação de eventos discretos para avaliação de desempenho de caminhões autônomos em mineração.(2020) Barbosa, Rodrigo Correia; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Curi, Adilson; Arroyo Ortiz, Carlos Enrique; Cabral, Ivo Eyer; Rodrigues, Lásara FabríciaEste trabalho apresenta a criação de um simulador especializado para o sistema de carregamento e transporte, sua validação comparando resultados simulados a duas operações reais de perfil operacional distinto, além de comparativo com software comercial. O simulador foi aplicado no estudo do desempenho de caminhões autônomos em ambiente de mineração a céu aberto. Apresenta-se a metodologia e algoritmos do simulador de maneira genérica, possibilitando sua replicação e implementação futura em qualquer plataforma. A implementação feita como parte da pesquisa desenvolvida demonstrou a boa qualidade das simulações, quando comparadas a situações reais, e viabilizou a criação de diversos cenários de operação com caminhões autônomos, culminando na identificação de ganhos de produtividade de até 10%, associados à maior estabilidade operacional esperada com equipamentos autônomos em comparação com operadores humanos.