Lavra de Mina Subterrânea

Lavra de Mina Subterrânea

Descrição de Métodos de Lavra Subterrânea Para corpos de média/baixa inclinação

Lavra por frente longa Longwall mining

Sumário

• Generalidades

• Definição

• Aplicabilidade

• Desenvolvimento

• Lavra; equipamentos

• Variante: shortwall

• Vantagens e desvantagens

• Comentários

• Câmaras e pilares (room and

pillar)

• Frente longa (Longwall)

• Alargamentos abertos: lavra

frontal (breast stoping)

MÉTODOS DE LAVRA SUBTERRÂNEA

Longwall: material brando, regularidade de espessura Câmaras e pilares: encaixante

resistente, baixas profundidades

Lavra convencional (cíclica) ou contínua

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MÉTODOS DE LAVRA SUBTERRÂNEA

Lavra por frente longa - longwall

Definição

• lavra integral, com desmonte em uma

face contínua, abrangendo toda a

extensão da área a ser lavrada, em

avanço ou em recuo, com ou sem

abatimento.

Longwall

Aplicabilidade

- somente a corpos acamadados (sedimentares),

- pequena a média espessura, mas uniforme;

- pequeno mergulho ou planos, de grande altura;

- grande extensão horizontal,

- profundidade a partir de 300m até 1600m;

- encaixante deformável e homogênea,

Aplicabilidade

Pode ser utilizada para a lavra de:

- rocha dura, sem abatimento (ex.

minas de ouro da África do Sul)

- ou de carvão (80% das minas), com

a utilização dos conjuntos

mecanizados para lavra por longwall

(cortadeira, transportador de frente e

suporte auto-marchante).

Desenvolvimento

• sistema de galerias de transporte

(duplas ou triplas), próximas entre

si, com cerca de 100 a 200m de

comprimento,

para

material

e

pessoal, com subida face livre para

iniciar desmonte.

Maquinário concebido

exclusivamente para o método

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MÉTODOS DE LAVRA SUBTERRÂNEA

Planta

MÉTODOS DE LAVRA SUBTERRÂNEA

Lavra

• arranjo longitudinal para corpos de

pequena espessura;

• arranjo transversal para espessura a partir

de 30m; exige rigoroso controle do

contato.

• descendente;

• subníveis normalmente de 8 a 15m;

• rocha superior (capa) deve seguir a extração do

minério;

Lavra

• Rocha dura (20%) - rafa de cerca de 1,5m de

profundidade (www.mineengineering.com);

perfuração, desmonte, equipamentos manuais

(pequeno espaço disponível).

• Para carvão, potássio etc, - mecanização quase

completa, cortadeira (plow ou shearer) ou

minerador contínuo, transportador de frente (de

corrente) ou scraper e suporte auto-marchante

no realce; manuseio com transportador de

correia e shuttle car (carro transportador) nas

galerias de transporte (head gates).

•

• Estudos para uso de minerador contínuo em

rocha dura.

Cortadeiras

• plow - de cabo sem fim, com correntes movidas

por motores montados em uma extremidade da

face, é empurrada através da face; usada para

camadas mais brandas e menos espessas, gera

menor quantidade de finos,mais utilizada na

Europa e nos EUA;

• shearer - um ou dois tambores que trabalham

sobre o transportador de frente,usadas

principalmente na Austrália; corte da face pode

ser bidirecional (para cima e para baixo) ou

Longwall

Lavra em avanço

- menor desenvolvimento prévio.

Lavra em recuo

• entradas simples usadas apenas por um painel,

• mais barata, • mais rápida,

• requer menos mão-de-obra.

Cortadeira

e suporte

auto-marchante

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MÉTODOS DE LAVRA SUBTERRÂNEA

Longwall

Vantagens e desvantagens

• grande produtividade (maior em subsolo), • grande recuperação na lavra;

• custo de manutenção elevado (tempo de transferência de equipamentos de um painel para outro),

Comentários

• Esse método tem provado ser mais eficiente

que câmaras e pilares, com recuperação de

cerca de 75%, mas o equipamento é mais caro

e não pode ser usado em certas circunstâncias

geológicas.

• Com o avanço da lavra, são instalados

parafusos de ancoragem para evitar o colapso,

apenas nas aberturas principais, praticando-se

o abatimento nos painéis, atrás dos suportes

(

.

Variante: Shortwall

Lavra de blocos de menos de 100m de

largura (45 a 60m), 1,2m de espessura, 13

a 27m de largura, em recuo;

Apesar da grande expectativa, o método

não correspondeu;

É um método mais flexível, de produtividade

menor, com arraste de material por shuttle

Lavra por frente longa

(Longwall)

• 80%

desmonte com mineradores

contínuos (Corte – escavação);

• Carregamento:

– transportadores de correntes que

operam junto à face.

• Transporte:

– Correias transportadoras ou shuttle

cars dispostos nas travessas.

Equipamentos de Longwall

• Conjunto mecanizado teve seu apogeu nas décadas de 50 e 60 sec XX (Pereira, sd) .

• Cortadeira (cutter) - 50 a 90m/h, cabeças de corte fixas ou montadas sobre um braço oscilante;

• Transportador de frente (de corrente) – recebe

fragmentos desagregados e arrasta até estação de transferência para transportador de correia, material é transferido aos silos e estações de carregamento dos esquipes;

• Suporte hidráulico auto-marchante(powered support): pode suportar de 240 a 480tf, no deslocamento

mecânico, existe um cilindro horizontal que, num

movimento avança a calha do transportador de frente, noutro avança o suporte (Silveira, 1987); existe o

avanço por controle remoto (Dias, 2004) ou eletro-hidráulico; 89% dos suportes usados são do modelo

Equipamentos de longwall

• Shuttle car - carro transportador, veículo com sistema próprio de descarga, geralmente sobre pneus, movido a diesel ou eletricidade, usado para receber minério ou carvão do minerador contínuo ou do carregamento e

transferi-lo para um ponto de carregamento em subsolo, como um alimentador-fragmentador, um sistema de

trilhos ou de correia transportadora (

www.dodge-reliance.com).

• Acidentes recentes levaram a se projetar espaço na mina para rodarem de 4 a 6 equipamentos atrás de um minerador contínuo (www.msha.gov).

Equipamentos

• Flexible conveyor train (FCT) x shuttle car (ou

battery hauler)

Moden et al., 2009: com FCT o material pode ser

passado diretamente para a correia; FCT é

adaptado à traseira do minerador contínuo; silo

+ rompedor + correia + ponto de descarga;

0,38m/s

38 a 152m comprimento

Controle remoto

Longwall

Estudos de caso:

• Inversão de drenagem natural resultante

da subsidência associada à lavra de trona

pelo método de “longwall”, nos EUA;

• Subsidência também nas minas de

potássio na região D’Alsace, na França,

• Subsidência em minas de carvão na

Estudos de caso

1. Mina de fosfato Abu-Tartur, Egito

• Previsão da subsidência final e da importância da subsidência dinâmica

• Dados coletados em 1 ano, profundidade 150m - > modelo matemático

• Painel longwall, 500mx60m, altura 2,3m, avanço 0,63m/turno, pilar lateral 30m

• Verificadas taxas de 0,8m/ano (leituras semanais, mensais);

• Erro 1,8% (2º. Ano) -> 7,3% (14º.ano). (Imbaby, 1995)

2. Mina na Índia

Observações: dados descontínuos + característica

irregular de abatimento -> decisões ruins -> acidentes e perdas de produção

Fizeram analise em tempo real (Tadisetty et al., 2006)

Longwall

Exemplos de uso:

- lavra de carvão e de potássio para profundidades maiores do que 300m;

– uso em mineração de ouro em rocha dura (20%), com pilares artificiais;

– experimentalmente foi usado na lavra de carvão, Mina do Leão, CRM, no RS,

– Austar (Austrália), Appin Colliery (Austrália), Svea Nord (Noruega), Dartbrook (Alemanha), Gottelborn (Alemanha), Mimosa (México), Southern Coalfield (Austrália), Springvale (Austrália), Twentmile (EUA), - carvão,

– Alsace (França) – potássio, Gordonstone (Austrália), Western Deep (África Sul),

Minas do Leão – CRM (RS)

• Mina Leão I – 1963/2002 – poço de 125m,

abandonada pelo alto custo;

• Mina Leão II – arrendada pala Carbonífera

Criciúma (2002/2032), túneis inclinados,

silo subterrâneo, poço de ventilação

220m.

Longwall

Tabela I – Minas que utilizam o método Longwall

Fonte:Underground Coal Mining. Disponível em:

http://www.dep.state.pa.us/dep/deputate/minres/bmr/act

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