A Mina Casa de Pedra identificou os trajetos mais produtivos para os dois tipos de caminhãode mineração e reduziu o consumo de combustível
De autoria dos engenheiros Walter Schmidt Felsch Junior, Edmo da Cunha Rodovalho, Bruno Prado Meireles e Adilson Curi, o estudo de caso comparou o transporte de material na ascendente com deslocamento vazio na descendente e transporte de material na descendente com deslocamento vazio na ascendente na mina de ferro mais antiga em operação no país, localizada em Congonhas, município da região metropolitana de Belo Horizonte.
O método de lavra da Casa de Pedra é de bancadas a céu aberto, com remoção do material estéril, perfuração, desmonte, carga e transporte do minério. A lavra é realizada de forma descendente, em níveis horizontais, em bancadas de 13m de altura e bermas de 8m de largura. Os ângulos de talude variam entre 36 e 45°, conforme a litologia e os parâmetros geotécnicos pertinentes.
O minério extraído possui três destinos: estoques de ROM (minério bruto), pilhas de “minério de oportunidade” (área de empilhamento de itabiritos com baixo teor de ferro que podem ser processados mediante aumento da capacidade de processamento deste tipo de material da planta de beneficiamento) e britagem primária. São utilizados dois britadores primários, sendo um britador cônico e outro de mandíbulas. O estéril removido é destinado para a o depósito controlado de estéril. Também são realizadas operações de serviços auxiliares (dump) que são materiais utilizados para manutenção, revestimento de acessos e formações de leiras.
A Casa de Pedra utiliza o sistema convencional de transporte de minério e estéril através de caminhões, mas os caminhões fora de estrada dessa mina são afetados por várias alternativas de perfil de transporte, o que influencia diretamente o seu desempenho. O corpo Principal e o corpo Oeste da mina possuem um perfil de transporte no qual os caminhões necessitam trafegar carregados em perfil ascendente e vazios no perfil descendente, pois suas frentes de lavra em operação situam-se em cotas mais baixas e as cavas já estão em um estágio de desenvolvimento avançado. Já no corpo Norte e Serra do Mascate, as cotas das frentes de lavra são superiores às cotas das pilhas de estéril, estoques e britagem primária; logo, os caminhões trafegam predominantemente carregados no perfil descendente e vazios no perfil ascendente.
A mina utiliza dois tipos de frotas de equipamentos de transporte – um com sistema de tração mecânico e outro com sistema de tração diesel-elétrico. Basicamente, as rotas de transporte são para uma cota inferior com deslocamento vazio na ascendente ou uma cota superior com deslocamento vazio na descendente. Os autores do trabalho realizaram vários testes para verificar a tendência de cada uma das frotas de transporte nas rotas disponíveis, onde foi possível identificar as diferenças, as vantagens e desvantagens de cada frota de transporte nos perfis de transporte analisados.
Na primeira fase do teste (com transporte de material para uma cota inferior), o equipamento utilizado para carregamento foi uma escavadeira Komatsu PC5500 (EX44), localizada no Corpo Norte da Mina, com elevação de 1445m. O destino do material escavado foi o britador, que tem uma cota de 1210m. A distância média do trajeto foi calculada em 5,5km . Já para a segunda fase do teste (com transporte para um nível superior), o equipamento usado para carregamento foi uma escavadeira Komatsu PC5500 (EX44) localizada no banco com elevação de 1220m. O destino foi o depósito controlado de estéril, que possui cota de 1365m. Estimou-se o deslocamento médio dos caminhões em 4km.
Segundo os autores do projeto, foi fundamental envolver o despacho eletrônico de caminhões para expandir os resultados do teste a todos os equipamentos, já que foi possível através do sistema tornar a alocação por perfil uma tarefa sistemática. A tarefa do técnico de sala de controle foi inserir algumas configurações no sistema de despacho que priorizavam os ciclos das frotas de transporte nos fluxos ótimos de acordo com os resultados dos testes. Todos os técnicos passaram por um treinamento específico para este trabalho.
De acordo com os testes específicos realizadas na mina (primeira fase e segunda fase), os autores concluíram que a frota que utiliza sistema de tração mecânico é mais produtiva e consome menos combustível transportando material para uma cota inferior, ou seja, se deslocando carregado em perfil descendente. Já a frota que utiliza sistema de tração diesel-elétrico é mais econômica e produtiva transportando material para uma cota superior, ou seja, se deslocando carregado em perfil ascendente.
Verificou-se uma redução de 5,9% no consumo de óleo diesel para os equipamentos da frota mecânica e 6,4% para os equipamentos da frota diesel elétrica. No total, foram economizados 134.769 litros de óleo diesel em três meses de testes, o que ainda representa um expressivo ganho ambiental. Os autores pretendem realizar novos estudos para avaliar o comportamento do consumo específico de diesel frente ao tempo de operação dos equipamentos e realizar avaliações permanentes da relação entre os diferentes perfis de transporte e o consumo específico das frotas.
Conheça os autores do projeto
Walter Schmidt Felsch Junior– Possui graduação em Engenharia de Minas pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP – 2006). Mestre em Engenharia Mineral pelo Programa de Pós Graduação em Engenharia Mineral da Universidade Federal de ouro Preto(PPGEM – UFOP).
Tem experiência na área de mineração, com ênfase em Lavra de Mina a Céu Aberto, atuando principalmente nas seguintes áreas: controle de tráfego de mina, produção de mi
nério de
ferro; pesquisa e lavra de rochas ornamentais. Atualmente é administrador do sistema de despacho eletrônico (produção e infraestrutura) da mina Casa de Pedra (CSN).
Bruno Prado Meireles– Graduou-se como Engenheiro de Minas pela Escola de Minas de Ouro Preto e tem pós-graduação MBA em Gestão Industrial pela FGV/Consórcio Mínero-Metalurgico. É hoje . Atualmente trabalha como gerente de Planejamento de Lavra das minas da Companhia Siderúrgica Nacional.
Edmo da Cunha Rodovalho– Possui graduação em Engenharia de Minas e mestrado em Engenharia Mineral pela Universidade Federal de Ouro Preto. Atualmente é professor na Universidade Federal de Alfenas, onde atua nas áreas de operação, planejamento, geoestatística, simulação e modelamento matemático aplicados à mineração.
Adilson Curi– Tem pós-doutorado pela Université Laval, doutorado em Engenharia de Minas pela Universidade Técnica de Lisboa e mestrado em Tecnologia Mineral pela Univesidade Federal de Minas Gerais. É professor associado da Universidade Federal de Ouro Preto e pesquisador do CNPQ desde 2004.
Leia o projeto na íntegraaqui!
