Estabilidade e Otimização de Taludes da Cava Frente 2 Bigorna Redução relação estéril minério e Aumento na Produção de Minério

Resumo

A operação de lavra a céu aberto implica no desenvolvimento da cava em bancadas. Para tal, faz-se necessário o estudo da estabilidade dos taludes, o que envolve análises locais, inter-rampas e globais.

As estabilidades dos taludes de uma mina estão intimamente ligadas a geologia, que condiciona os horizontes de materiais e o fluxo de água subterrânea. Por este motivo, erros nestas áreas de estudo podem gerar duas consequências graves e diretas: a primeira é a possibilidade de ruptura do talude durante a operação, podendo provocar perdas materiais e risco a vida humana e a segunda é a possibilidade de se gerar taludes conservadores que por sua vez implica em prejuízos diretos a operação, uma vez que este erro geralmente aumenta a relação estéril minério e prende recurso nos taludes e fundo da cava. As análises iniciais foram realizadas para os taludes dos bancos individuais, para os diversos materiais presentes nos taludes, para as condições seca e saturada, a depender da condição presente ou futura do material nos taludes.

Por fim, foram realizadas as análises para os taludes globais da cava final. As análises de estabilidade foram realizadas pelo método de Bishop Simplificado e Spencer, utilizando o software SLIDE da Rocscience. Com isso, foram propostos os ângulos de corte para os materiais presentes na cava da Frente 2 –Bigorna, com intuito de aumentar a produção de estéril e diminuir a relação de estéril-minério.

1. INTRODUÇÃO

Por solicitação da operação e planejamento de mina do CMT, visando a reduzir a relação estéril-minério na lavra da Frente 2- Bigorna, foram analisados aumentar os ângulos de inclinação de face dos taludes na região do estéril e minério.

Em todas as regiões foram realizadas as análises de estabilidade. Inicialmente foram realizadas as análises para os taludes dos bancos individuais, depois para taludes globais.

O que possibilitou ter um aumento da inclinação dos ângulos de face na região do estéril decapeamento (Argila amarela e vermelha) nestas áreas, além de significar redução de estéril, teve um ganho de minério.

Para estes trabalhos, foi elaborado uma nova atualização do mapeamento geológico-geotécnico de campo dos taludes, foi elaborado também 8 seções para frente 2-

Bigorna geológico-geotécnicas, mas apenas para a cava atual, com nível de água, elevado na região do titânio pois na época em que foi realizado o trabalho não tinha sido instalado PZs neste material, com todos os materiais sotopostos saturados.

2. Objetivo

• Reduzir a relação de estéril minério e aumentar a disponibilidade de minério liberado através da melhoria na inclinação dos ângulos dos taludes.
3. Meta
• Aumentar no mínimo 10° na inclinação do ângulo de face do talude na região do decapeamento até agosto de 2017.
4. Metodologia Utilizada
A metodologia utilizada foi o PDCA, Conforme figura abaixo:

5. Identificação do problema

– Baixa disponibilidade de minério liberado na mina de Tapira

6. Análise do Problema (Brainstorming)

– Atraso na licença ambiental,
– Confinamento da mina provocando alta relação de estéril–minério,
– Demora no decapeamento,
– Parâmetros geotécnicos conservadores.

7. Matriz de Impacto X Esforço

A parti da matriz tivemos a noção de onde teríamos o menor esforço de atuação e o maior impacto na resolução do problema, seria modificando os parâmetros geotécnicos da Cava.

8. Parâmetros Geotécnico Anterior

Analise de Estabilidade da cava com os parâmetros geotécnico anteriores

Como a operação utilizava parâmetros geotécnicos conservadores, onde tinha um problema vimos a oportunidade de melhoria. Foi feito um plano de ação, para implementar a melhoria.

9. Plano de Ação/Cronograma

10. Execução

Foi elaborado uma nova setorização geotécnica e atualização do mapeamento geológico-geotécnico de campo dos taludes, elaborando 8 seções geológico-geotécnicas para cava da frente 2- Bigorna conforme o mapa abaixo, mas apenas para a cava atual, com nível de água elevado na região do titânio, com todos os materiais sotopostos saturados.

Em todas foram realizadas as análises de estabilidade. Inicialmente foram realizadas as análises para os taludes dos bancos individuais e depois para taludes globais.
Novos parâmetros

Novos parâmetros Geotécnicos da Cava CMT
Seções geotécnicas Cava da Bigorna

Com as novas analise de estabilidade realizada foi possível aumentar em 14°a inclinação do ângulo de face do decapeamento (Argila Vermelha e Amarela).

11. Resultado

Com a nova setorização geotécnica implantada na cava pela operação de mina conforme imagem abaixo, tivemos um ganho de 1000,384(t) de minério conforme figuras abaixo.

12. Verificação

Com esta nova geometria de cava, permitiu um aumento de minério liberado na mina, a parti do mês de setembro conforme o gráfico acima.

13. Depoimento

14. Padronização

15. Conclusão

Com a realização deste estudo podemos perceber a importância do trabalho em grupo, o envolvimento e engajamento de todas as áreas. Constata-se aqui que é possível trabalhar com parâmetros geotécnicos mais arrojados e ainda assim garantir a segurança, estabilidade e performance das operações de mina

A experiência obtida com trabalho pode ser replicada às outras unidades de forma a se obter ganhos potenciais e ajudar na manutenção e redução de custos de lavra

16. Divulgação do Trabalho

17. Replicação e Próximos Passos

Já está sendo utilizando a nova setorização geotécnica para o plano de lavra da frente 5, aumentando o ganho de minério nesta região e a segurança da cava

Para 2019 está sendo realizado estudo similar aumentar em mais 10° a inclinação do ângulo de face das argilas amarela e vermelha (Decapeamento) onde estamos vislumbrando uma possível redução ainda maior na relação estéril-minério com ganho potencial de minério liberado.

18. Referências Bibliográficas para Elaboração do Estudo

1- Mecânica dos solos e suas aplicações. Fundamentos. 6º edição, Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos. Volume 2, 1988b. CARDOSO, Dr Francisco Ferreira. Sistemas de Contenção. Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002.
2- FARIAS, PhD Márcio Muniz de Farias; ASSIS, PhD André. Uma Comparação entre métodos probabilísticos aplicados à estabilidade de taludes. In: XI Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica – COBRAMSEG 1998, volume I. 1998.
3 – GUIDICIN I, Guido, NIEBLE, Carlos Manuel. Estabilidade de taludes naturais e de escavação. São Paulo: Editora Edgar Blücher, 1983.
4 – MACHADO, Sandro Lemos, MACHADO, Miriam de Fátima. Mecânica dos solos II: conceitos introdutórios. Salvador, 1997
5 – PINTO, Carlos de Sousa. Curso básico de mecânica dos solos em 16 aulas. 2a ed. São Paulo. Oficina de Textos, 2002.
6 – Itzeck, H. and Schreiner, H. – 2011 – “Passive Vertical Drains for one of the largest Copper Mines in the World”; 7th Hans Lorenz Symposium on 06/10/2011.
7 – Hustrulid, W.A., McCarter, M.K. and Van Zyl, D.J.A. – editors – “Slope stability in surface mining”, SME, 2000
8 – Read, J. and Stacey, P. – editors – “Guidelines for open pit slope design”, CRC Press – Baalkema, 2009
9 – P.W.J. van Rensburg, editor – “Planning open pit mines”; Proceedings of the Symposium on the theoretical background to the planning of open pit mines with special reference to slope stability; Johannesburg, South Africa, Sept. 1970
10 – Brawner, C.O. and Milligan, V. – editors – “Stability in open pit mining”; Proceedings of the 1st International Conference on stability of open pit mining, Vancouver, Canada, Nov. 1970
11 – Brawner, C.O. and Milligan, V. – editors – “Geotechnical practice for stability in open pit mining”; Proceedings of the 2nd International Conference on stability of open pit mining, Vancouver, Canada, Nov. 1971
12 – Brawner, C.O. and Dorling, I.P.F. – editors – “Stability in coal mining”; Proceedings of the 1st International Symposium in coal mining, Vancouver, Canada, 1978.

AUTORES:

Adriano de Albuquerque Souza Sendra1; Luiz Gustavo de Moraes e Macedo2; Luciano dos Santos Araujo3; Thaisa Mara Ricardo Lima3; Michelle Cintra Mariano Abud4; Edilson Borges Gontijo5; Pedro Henrique Leite6; Odair Jose da Assunção7

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