Enquadramento do problema em estudo 12

A crise financeira mundial que se arrasta provocou a valorização do ouro como um ativo seguro de investimento. As atividades de lavra da mina Cuiabá, foco desta dissertação, encontram-se atualmente concentradas entre os níveis 9 e 14, e a produção total média em 2010 foi de 3600 toneladas/dia (tpd). No entanto, vem experimentando ao longo do tempo uma curva de produção crescente resultante da mecanização das operações, do ganho de produtividade e do planejamento contínuo das várias atividades produtivas. Questões como equipes de trabalho, segurança das pessoas, métodos de lavra, contribuição dos veios estreitos

na produção, dispersão das áreas de lavra da mina, estabilidade dos maciços, técnicas de enchimentos dos realces, infraestrutura de manutenção, de ventilação/refrigeração, bem como o transporte horizontal e vertical no subsolo e custos operacionais apresentam um maior desafio em futuro breve.

As condições ambientais potencialmente adversas devido ao uso intensivo de equipamentos a diesel e das profundidades em que os trabalhos estão sendo previstos nas operações subterrâneas da mina, situada no quadrilátero ferrífero, levam-nos à problemática em pauta. Valor número um da AngloGold Ashanti, a Segurança do Trabalho, norteia as atividades da Empresa onde quer que esteja atuando. A cada ano são implementadas melhorias, acompanhando as práticas internacionalmente reconhecidas para eliminar, minimizar ou controlar os riscos relacionados ao trabalho. Auditorias periódicas verificam a conformidade da prática sugerida com a efetivamente realizada.

Vislumbra-se no trabalho aqui apresentado o estudo conceitual para verificar a possibilidade de se operar a mina na capacidade “máxima maximorum” de 4.700 tpd mantendo-se os níveis de segurança e condições ambientais dentro dos preceitos legais.

Comprovando-se as reservas em profundidade, existe a preocupação com a operacionalidade do atual método de transporte do minério e estéril, realizado por meio de caminhões diesel de 30 toneladas capacidade. Ao atingir o nível 24 (1.400 metros abaixo da superfície), serão necessários, pelo menos, 32 caminhões que operarão em condições ambientais bastantes adversas devido à necessidade de vencer longos trechos em rampa, ao calor emanado pelo uso de motores de combustão diesel e ao calor emanado pela rocha virgem.

Na capa superficial de 15 m (HARTMAN, 1991) ou de 20 m a 30 m de profundidade, segundo MVS1 (1982), a temperatura de um maciço rochoso varia ao longo do ano e em relação à mudança da temperatura do ar na superfície. Depois dessa capa superficial, térmica relativamente neutra, a temperatura do maciço rochoso aumenta gradualmente consoante o aumento da profundidade. Esse gradiente geotérmico pode variar de 10° C/km até 60° C/km. (HALL, 1980), dependendo do ambiente geomorfológico, geotécnico, petrográfico e estrutural do maciço rochoso.

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Na década de 1970 foram realizadas medições de temperatura da rocha na região de Nova Lima, localizada no quadrilátero ferrífero de Minas Gerais, pelos professores Ícaro Vitorello, da Universidade de Michigan e V. M. Hamza, do Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo (HANZA et al., 1976). O objetivo foi a determinação do gradiente térmico na mina Grande, de propriedade do grupo que controla as minas objeto desta dissertação. Os resultados mostraram que a temperatura da rocha virgem na profundidade de 2.200 m abaixo da superfície era de 55°C.

Consequentemente, a mina havia atingido uma profundidade onde o ar de ventilação, em vez de dissipar o calor para ajudar o corpo humano a atingir o equilíbrio térmico, atuava como fonte de calor. É sabido que a exposição não controlada ao calor induz a erros de percepção e raciocínio, o que pode desencadear acidentes. Como medida mitigadora, a então Mineração Morro Velho, operadora da mina, projetou e instalou em 1920 a primeira planta de refrigeração do mundo em minas subterrâneas (GEBLER, 1980).

A mina Cuiabá, objeto desta dissertação, apresenta valores de gradiente térmico compatíveis com aqueles medidos na mina Grande, porém as características termodinâmicas das rochas nas respectivas minas são distintas, embora a mina Cuiabá esteja somente a 16 km da mina Grande. Segundo Hartman (1991), a taxa pela qual a energia é transferida da rocha para o ar é função da diferença de temperatura entre a superfície da rocha e a massa de ar; da rugosidade da superfície; da velocidade do ar; da porcentagem da superfície da rocha que está molhada; e da pressão de vapor do ar de ventilação. A temperatura da rocha é função do gradiente térmico, da difusividade da rocha e do tempo de exposição (HALL, 1980). Testes para determinação das propriedades térmicas das rochas da mina Cuiabá, efetuados por laboratório especializado da Universidade de Witwatersrand, na África do Sul (WITS, 2006), demonstraram que os valores de condutividade do minério da mina Cuiabá são cerca de 20% acima daqueles registrados para o minério da mina Grande. Levando-se em consideração a “profundidade crítica”, definida como a profundidade na qual o ar por si mesmo, uma vez enviado para subsolo, é mais quente do que as condições aceitas de temperatura nos locais de trabalho (BRAKE et al., 1998), as temperaturas críticas na mina Cuiabá ocorrerão muito mais cedo do que se previu inicialmente. Simulações computacionais utilizando parâmetros característicos do ambiente em pauta poderão demonstrar com antecipação quando e com que intensidade tais condições críticas ocorreriam.

Assumindo que a produção da mina Cuiabá pode aumentar, esse cenário exigirá definitivamente a mudança do atual sistema de transporte. Um aumento de produção requer, consequentemente, um aumento proporcional na taxa de desenvolvimento primário e secundário, assim como um aumento significativo na frota diesel, implicando o aumento no consumo de diesel. O uso de combustível diesel impacta a ventilação em três aspectos básicos: o primeiro relaciona-se com a emissão de gases e material particulado; o segundo como uma importante fonte de calor; e o terceiro como fator de risco de incêndios. As limitações e as condições mencionadas constituem um conjunto de problemas que necessitam soluções. Esta dissertação, que propõe o uso de metodologias de simulação de circuitos de ventilação, vai ao encontro de soluções plausíveis e eficazes para se obter um ambiente seguro e saudável para o trabalho em minas profundas.

Através da modelagem computacional dos sistemas de ventilação de uma mina, torna-se possível determinar com precisão a “profundidade crítica”, as necessidades de refrigeração, além de quando e onde deverão ser implementadas tais medidas mitigadoras. Para analisar procedimentos de emergência apropriados, bem como locar câmaras de refúgio e rotas de fugas, a aplicação da modelagem de incêndios no desenvolvimento do sistema de ventilação torna-se imprescindível, dado que contribui, substancialmente, para a definição da segurança de uma mina. Para assegurar que os requisitos legais de ventilação em todas as fases da mina serão atendidos e que os diversos cenários acidentais relacionados com incêndios em subsolo serão mitigados, todos os cenários plausíveis de incêndios serão objeto de modelagem. Os modelos computacionais do sistema de ventilação permitirão antecipar as concentrações e as cargas térmicas devido ao uso de diesel, por exemplo, além de determinar as ações mitigadoras para os fatores de riscos edificados.