Métodos de Lavra

Métodos de Lavra

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Métodos de Lavra

Descrição: Este documento contém informações sobre os principais tipos de lavras e suas aplicações para minerais industriais, argila, agregados para construção civil, gemas, ouro e diamante.

Palavras-chave: lavra a céu aberto, lavra subterrânea, dragagem, desmonte hidráulico, mascarita, escafandro, chupadora, cata

A escolha do método de lavra é uma das decisões mais importantes que são tomadas durante o estudo de viabilidade econômica. Na fase de planejamento, a seleção é baseada em critérios geológico, social, geográfico e ambiental, todavia as condições de segurança e higiene devem ser garantidas durante toda a vida útil da mina. Os aspectos relativos à estabilidade da mina, à recuperação do minério e à produtividade máxima também devem ser considerados.

A seleção do método de lavra é um dos principais elementos em qualquer análise econômica de uma mina e sua escolha permite o desenvolvimento da operação. Numa etapa de maior detalhe, pode constituir-se como fator preponderante para uma resposta positiva do projeto. A seleção imprópria tem efeitos negativos na viabilidade da mina.

A mineração é uma atividade que é praticada em todo mundo e as técnicas de extração empregadas estão em constante evolução. Os métodos são limitados pela disponibilidade e desenvolvimento dos equipamentos e, como todos os fatores que influenciam em sua seleção, devem ser avaliados levando-se em conta os aspectos tecnológico, social, econômico e político; a escolha do método de lavra pode ser considerada tanto uma arte como uma ciência.

Comumente o método de lavra é designado como sendo a técnica de extração do material. Isso define a importância de sua seleção, já que todo o projeto é elaborado em torno da técnica utilizada para lavrar o depósito. Os trabalhos de infra-estrutura estão diretamente relacionados com o método. Embora possam ocorrer modificações durante os serviços de lavra, implicando custos adicionais, essas alterações, geralmente, não produzirão um projeto ótimo em termos de eficiência operacional, porém, caso seja imperioso essa mudança, será preciso estabelecer um método que possua maior flexibilidade em termos de variações na técnica de extração. O emprego do termo "técnica de extração" reflete os aspectos técnicos da seleção do método, que é parte fundamental da análise, dimensionamento dos equipamentos, disposição das aberturas e seqüência de lavra.

A maioria das minas utiliza mais de um método de lavra na sua operação. Um dado método pode ser mais apropriado para uma zona do depósito, todavia em outras partes seu emprego pode não ser a melhor opção.

Selecionado o método, este deve ser seguro e produzir condições adequadas para os funcionários, fomentar a redução dos impactos causados ao meio ambiente, permitir condições de estabilidade durante a vida útil da mina, ser flexível adaptando às diversas condições geológicas e à infra-estrutura disponível, permitindo atingir a máxima produtividade reduzindo o custo unitário.

As características físicas do depósito limitam as possibilidades de aplicação de alguns métodos de lavra. A profundidade e a extensão do capeamento fornecem uma indicação preliminar sobre a aplicabilidade de técnicas de lavra a céu aberto.

O mergulho do corpo é um fator importante que influencia tanto na seleção do método como na escolha dos equipamentos, podendo ser definidos como suave (horizontal a 20º), médio (20º a 50º) e íngreme (50º a vertical).

A espessura do depósito e a sua forma também permitem a exclusão de determinados métodos. Os depósitos são classificados como estreito (<10 m), intermediário (10 m a 30 m), espesso (30 m a 100m) e muito espesso (> 100m) (Nicholas, 1968).

Além do condicionamento da escolha do método pelo teor do minério e sua distribuição espacial, temse ainda considerações sobre as águas superficiais e subterrâneas, quanto às formas de drenagem e bombeamento; considerações geotécnicas sobre o maciço rochoso relacionadas às propriedades permeabilidade, deformabilidade, resistência etc., aliadas as características da geologia estrutural que procurará determinar feições estruturais (falhas, dobras, diques etc.), devendo todas elas ser consideradas no estágio preliminar do projeto.

Outras considerações como estabilidade política do País, questões sociais e geográficas podem influenciar diretamente na escolha do método. Um exemplo disto é que a mineração em regiões remotas raramente desperta o interesse de operários qualificados e sua permanência no local, além da influência direta nos custos e na produtividade, afetando a escala de produção, já que ela depende do desenvolvimento tecnológico, pois uma operação em grande escala exige infra-estrutura adicional, enquanto que uma operação de pequena escala pode ser feita por um programa sazonal.

Os critérios básicos para definição dos custos de cada método devem ser de forma tradicional através da apropriação de seus componentes individuais, baseando-se em mais de um critério de avaliação econômica, levando-se em conta, também, a situação financeira da empresa, pois se trata reconhecidamente de uma atividade que está sujeita a riscos elevados.

“Seleção do método de lavra: arte e ciência”. Texto extraído da Revista Escola de Minas, vol. 54 nº. 3 – Ouro Preto, jul-set 2001.

A metodologia adotada em um determinado jazimento é aquela que apresenta o menor custo unitário, considerando-se todos os condicionantes operacionais. Embora seja possível destacar os métodos de lavra a céu aberto e subterrânea como principais, tem-se ainda a garimpagem e a dragagem. Provavelmente existem mais de trezentas variações dos métodos tradicionais. A definição entre os métodos a céu aberto ou subterrâneo se baseia sobre o critério econômico.

Os tipos de método de lavra mais comuns, praticados no Brasil, podem ser:

*A céu aberto: método de bancos em cava ou encostas dependente das condições topográficas do terreno, onde a profundidade máxima da cava dependerá diretamente do teor e da relação estéril/minério, como também, as dimensões das plataformas de trabalho dependerão da produção e da conveniência dos equipamentos;

*Subterrânea: lavra desenvolvida no subsolo em função de dois condicionantes, um é a geometria do corpo (inclinação e espessura) e o outro são as características de resistência e estabilidade dos maciços que constituem o minério e suas encaixantes. As variações do método ocorrem sob a forma de abertura de poços, túneis e galerias nos maciços das encaixantes ou aplicação de métodos ou técnicas mais sofisticadas como realce auto-portantes (câmaras e pilares, subníveis e VCR – Vertical Crater Retreat); suporte das encaixantes; e abatimento em minas de grande porte; a) Realce auto-portantes: método que costuma exigir elevada continuidade e homogeneidade da qualidade do minério possuindo alta produtividade face á simplicidade das operações conjugadas empregadas;

Câmaras e pilares: método que se presta bem á mecanização, desde que a espessura da camada permita a operação de equipamentos em seu interior;

Subníveis: o método permite grande variação em sua aplicação, as perfurações podem ser descendentes, ascendentes ou radial, no Brasil é bastante empregado em vários locais;

VCR – Vertical Crater Retreat (Recuo por Crateras Verticais): método de grande importância na mineração por ter permitido, pela primeira vez, a recuperação de pilares aumentando as recuperações na lavra. A perfuração nesse método é sempre feita no sentido descendente.

b) Suporte das encaixantes: os mais comuns são o recalque (shirinkage) e o corte e enchimento (corte e aterro). Método de menor produtividade quando comparado com aberturas auto-portantes em condições similares. A menor produtividade se justifica em função dos desmonte menores, de um maior número de operações conjugadas e da dificuldade própria de manuseio do minério em recalque ou enchimento.

Recalque: método que não se presta bem á mecanização, pois existe uma relação entre as dimensões dos equipamentos de perfuração e a espessura e inclinação da camada para que essa permita a operação dos equipamentos no seu interior.

Corte e enchimento: método que permite lidar com variações quanto á continuidade e homogeneidade da qualidade do minério, provendo diluição e recuperação aceitáveis. Quando o material de enchimento é o próprio estéril, configura-se o enchimento dito mecânico, que pode ser feito com ou sem adição de cimento; quando o material do enchimento é o rejeito do beneficiamento (backfill), cimentado ou não, configura-se o rejeito hidráulico.

c) Abatimento: os mais comuns são o abatimento em subníveis (sublevel caving), por blocos (block caving) e longwall. No Brasil pratica-se o abatimento em subníveis.

Subníveis (sublevel caving): método de perfuração ascendente no qual o teto vai sendo abatido de acordo com o encerramento das atividades de extração das galerias;

*Garimpagem manual: método onde o processo se dá pela lavagem do cascalho com ajuda de equipamentos rudimentares e ferramentas manuais para retirada do estéril, podendo subdividir-se em:

a) Garimpagem manual com o auxílio da ação de águas pluviais: as águas pluviais prestam-se a abertura de sulcos na superfície do terreno, desnudando o overburden (sobrecarga), quando o terreno apresenta uma topografia acidentada e rochas friáveis, colocando a mostra os níveis cascalhíferos eventualmente mineralizados e concentrando o material carreado pelas enxurradas, alvo subseqüente de investigação e catação manual; b) Garimpagem manual com o auxílio da ação de águas fluviais: o método consiste no desvio de pequenos córregos, os quais são direcionados ao decapeamento do material estéril de áreas definidas aleatoriamente ou que tenham sido submetidas a anterior trabalho prospectivo, permitindo a concentração do material transportado, que é posteriormente submetido a apuração por surucagem (peneiramento). c) Garimpagem manual por catas: o método consiste na abertura de poços, em geral retangulares e de dimensões variadas, com a finalidade de se alcançar níveis mineralizados utilizando equipamentos como pá, picareta, enxadeco, enxada, suruca (bateria de peneiras com espaçamento das malhas diferenciado) e, eventualmente, cuias e bateias, concentrando o material de interesse, procedendo-se, em seguida, a catação manual.

* Garimpagem mecânica: o método resumi-se ao tradicional desmonte hidráulico e subseqüente seleção granulométrica/gravimétrica na resumidora (planta de concentração).

a) Garimpagem mecânica por desmonte hidráulico: o método consiste no decapeamento do material estéril quando este recobre o depósito de interesse. A extração desse material é realizada por meio de um jato d'água em alta pressão levado por mangueiras e direcionado pesadamente na base do talude da frente de lavra, provocando um desmoronamento controlado e a movimentação por gravidade, sendo acumulado num ponto de concentração da polpa (sólido/líquido) assim formada.

b) Garimpagem mecânica por desmonte hidráulico em leitos submersos com auxílio de mascarita, escafandro e chupadora: o método consiste num sistema de bombeamento que promove a sucção da polpa formada a partir da superfície de ataque do leito submerso, muitas vezes com lâminas d'água de até 30 metros, o ponto de sucção no fundo da água é atingido através de tubulação, em cujo interior a polpa é transportada. Os trabalhos no leito ativo dos rios são antecedidos por investidas prospectivas aleatórias, com vista à detecção de eventuais acumulações cascalhíferas nas depressões do leito, extremamente encachoeirado (caldeirões), obedecendo as sazonalidades das cheias e vazantes, utilizando-se de equipamentos no auxílio dos trabalhos submersos:

A Mascarita: consiste numa simples máscara de mergulho, adaptada a uma mangueira, alimentadora de oxigênio por bombeamento a compressão. O mergulhador faz-se acompanhar de uma pá (rabeta ou rabinha) e um saco (+/- 20 litros) para a coleta de cascalho;

O Escafandro: consiste numa roupa especial, impermeável e hermeticamente fechada, provida de um aparelho respiratório adequado, alimentado por um compressor de ar, permitindo maior autonomia de mergulho;

A Chupadora: consiste num sistema flutuante, onde são acopladas motor, bomba de sucção, compressor, caixa de seleção (concentração preliminar do material retirado do fundo do rio). A mangueira de sucção é monitorada pelo escafandrista, que transmite à superfície sinais codificados, através de uma corda amarrada à sua cintura.

*Dragagem: método consiste na utilização de dragas que trabalham nos leitos dos rios, onde a lavra é preferencialmente executada contra-corrente e normalmente requer o represamento do curso d'água para proporcionar condições operacionais à draga. A grande vantagem desse método consiste em reunir quatro operações em uma única, ou seja: a draga desmonta, carrega o material, transporta e beneficia numa única operação, permitindo a viabilidade econômica da jazida, pois transforma depósitos em jazidas aluvionares, aliadas a alta mecanização e alta produtividade horária. Geralmente são utilizadas as chamadas dragas de alcatruzes e de sucção;

Feldspato: lavras a céu aberto, e subterrânea por abertura de galerias através de desmonte com utilização de explosivos em pegmatitos;

Quartzo: lavras a céu aberto, subterrânea (corte e enchimento), garimpagem manual (por águas pluviais e catas) e desmonte hidráulico com posterior catação manual;

Mica: lavras a céu aberto, e subterrânea por abertura de galerias através de desmonte com utilização de explosivos em pegmatitos e alasquitos;

Caulim: lavras a céu aberto, com emprego de métodos convencionais de extração como o uso de trator, retro-escavadeira e carregadeira frontal, e subterrânea em jazimentos de rochas sedimentares, pegmatíticas, graníticas, vulcânicas, anortosíticas e lentes argilo-caulínica tipo semi-flint;

Talco: lavra a céu aberto em bancadas, geralmente acompanhando a topografia do terreno;

Argilas: lavra a céu aberto bem simplificada, sendo a extração realizada por trabalhadores braçais para melhor aproveitamento da jazida;

Turmalina: lavras a céu aberto, e subterrânea por abertura de galerias através de desmonte com utilização de explosivos em pegmatitos;

Figura 2- Plano inclinado em lavra subterrânea de carvão, observando-se, à esquerda, a correia transportadora e, acima, os dutos de drenagem e ventilação. À direita, o sistema de tração de vagonetas. Local: Mina Santa Augusta, SC.

Figura 1- Mina de ferro a céu aberto no quadrilátero ferrífero - MG

Figura 3- Draga de ouro em rio (AM) Figura 4- Lavra de Caulim

Ametista: lavras a céu aberto utilizando escarificadores e detonações; subterrânea por abertura de túneis e galerias; e garimpagem manual (por águas pluviais e/ou catas);

Esmeralda: lavras a céu aberto; subterrânea, essencialmente, por abertura de poços, “túneis” e “galerias”, por vezes muito rudimentares, utilizando detonações e, posteriormente, escavações manuais para extração dos cristais; e garimpagem manual (por águas pluviais, fluviais e catas);

Diamante: garimpagem manual (por águas pluviais, fluviais e catas) e/ou mecanizada (desmontes hidráulico e hidráulico em leitos submersos), e dragagem;

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