Noções De Geologia De Minas

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GEOLOGIA DE MINAS Prof. Vitor Hudson Pessoa de Brito Mineração Arte de descobrir, avaliar e extrair recursos minerais ou fósseis, existentes na superfície ou no interior da terra Princípios da Mineração: Ativa descoberta: Objetivo: Ampliação das reservas Completa Extração: Objetivo: Obter máxima recuperação na lavra e beneficiamento Adequada Utilização Objetivo: Dar a cada recurso mineral a sua melhor utilidade, não usando minerais nobres quando a necessidade imediata pode ser suprida com outros minerais menos nobres Observação das condições técnicas de segurança e econômicas Objetivo : Dar uma melhor segurança para o homem, equipamentos e estruturas de forma a respeitar a legislação vigente, sempre de maneira a minimizar custos, evitando perdas. Desenvolver dentro dos princípios de proteção Ambiental: Objetivo: Aplicar técnicas modernas para impedir a contaminação do meio ambiente e para minimizar e/ou monitorar o passivo ambiental Fases da Mineração Confirmação da etapa de exploração ( Método de lavra)Prospecção Confirmação da etapa de exploração ( Método de lavra) Exploração Desenvolvimento Desenvolvimento só acaba quando a mina acabaExplotação Desenvolvimento só acaba quando a mina acaba Lavra a céu aberto Lavra a céu aberto Se existentes na superfície Lavra a céu aberto, subterrânea ou combinação destes dois métodos Lavra a céu aberto, subterrânea ou combinação destes dois métodos Se existentes no interior da terra Riscos Associados a um projeto de Mineração OPERACIONAISCustosFatores TécnicosFalhas EquipamentosRitmo de produçãoRecuperação MetalúrgicaFINANCEIROSPreçosInflaçãoJurosDívidasInvestimentosGEOLÓGICOSQualidadeQuantidadeÁguaTaludesAmostragemFalhas OPERACIONAIS Custos Fatores Técnicos Falhas Equipamentos Ritmo de produção Recuperação Metalúrgica FINANCEIROS Preços Inflação Juros Dívidas Investimentos GEOLÓGICOS Qualidade Quantidade Água Taludes Amostragem Falhas Desenvolvimento: Define-se como trabalho de abertura de uma jazida para as atividades de lavra. Desta forma o acesso a jazida precisa ser obtido pelo decapeamento, para a lavra a céu aberto, ou pela escavação de aberturas da superfície para a profundidade em depósitos profundos para serem lavrados por métodos subterrâneos. O desenvolvimento subterrâneo é mais complexo e caro. Requer um cuidadoso planejamento e projeto dos acessos, segurança e estabilidade. Pela definição a etapa de desenvolvimento antecede a explotação, entretanto, esta divisão não é cronologicamente definida, sendo o desenvolvimento realmente concluído GEOLOGIA DE PLANEJAMENTO CONCEITOS IMPORTANTES Método de Lavra: É a sistematização e coordenação dos trabalhos envolvidos na lavra, para o aproveitamento mais completo, seguro e econômica do material contido. Recursos Minerais: Substâncias de ocorrência natural, encontrada em concentrações anômalas locais, de natureza inorgânica, com composição química e estrutura atômica definidos, gozando de propriedades físicas determinadas e que possam ser extraídos da terra, tendo utilidade como matéria prima para a indústria de transformação. Combustíveis fósseis são geralmente incluídos neste grupo mas não são realmente minerais, já que são de origem orgânica. Mineral-minério: mineral que carrega os constituintes valiosos ou desejados de qualquer depósito de minério. Ganga: conjunto de minerais inúteis que ocorrem com os minerais minérios. Relação estéril/minério: Pode ser definida como a quantidade de estéril que deve ser removida para se conseguir acesso a substância mineral útil, que se deseja lavrar. Assim a opção de se lavrar subterraneamente ou a céu aberto depende de se ultrapassar ou não a relação de mineração limite (ou a relação estéril/minério limite), número adimensional que expressa uma relação mássica (como, por exemplo, t/t) A relação de mineração limite é um dos valores fundamentais de qualquer planejamento de lavra, bem como os denominados teores de corte (para a mesma jazida haverá teores de corte diferentes se ela for lavrada subterraneamente ou se a céu aberto, admitindo como tecnicamente viáveis ambos estes tipos de lavra), os teores míimos ou marginais, etc.,todos possuindo importantes significados técnicos e econômicos, sendo impossível o seu cálculo sem recurso qualquer tipo de "função benéfico" e sem se recorrer "as técnicas de parametrização". Teor de Corte : (Lavra a céu aberto) : Entende-se por teor de corte de um bloco (tc) aquele teor capaz de pagar sua lavra, seu tratamento, bem como seus custos indiretos e financeiros, não auferindo nenhum lucro e também não suportando a remoção de nenhum estéril associado (ao bloco). Teor mínimo ou marginal :Teor mínimo ou marginal (tm) é aquele teor que paga apenas os custos de beneficiamento, além dos custos indiretos e financeiros subseqüentes corresponde ao bloco que já foi lavrado que, em lugar de ser jogado ao "bota-fora", é levado à usina de beneficiamento, extraindo-se o elemento valioso, não dando nem lucro nem prejuízo. Teor de utilização : O conceito de teor de utilização (tu) tem aspectos a ver com estabelecimento do contorno final da cava, planejamento seqüencial da lavra, beneficiamento do minério e fluxo de caixa da empresa. Teor limite (teor de corte subterrâneo): Defini-se como teor limite (tl) o menor teor que compensa economicamente a lavra subterrânea. Teor médio: Feita análise de todos os teores das diversas amostras , é estipulado o teor médio de um bloco, região e/ou de toda mina. AVALIAÇÃO DE RECURSOS MINERAIS E CONCEITOS DE RESERVA O modelamento geológico na estimativa de recursos A avaliação de recursos minerais estima o conteúdo metálico do corpo mineralizados e é o produto de TONELAGEM x TEOR TONELAGEM = Volume x Densidade - Volume é definido pela geometria do corpo mineralizado - A geometria do corpo mineralizado é definida pelo Modelo Geológico TEORES das amostras = definem as direções de variabilidade e anisotropia dentro do modelo geológico. O modelo geológico é a base fundamental da avaliação dos recursos minerais definindo a tonelagem e a anisotropia dos teores do corpo mineralizado. CLASSIFICAÇÃO DE RECURSOS MINERAIS CLASSIFICAÇÃO DE RECURSOS E RESERVAS MINERAIS MEDIDAS resultado + próximo ao conteúdo (volume ou tonelagem) e ao teor do minério erro de até 20% INDICADAS erro de até 40% evidências geológicas extrapoladas até distâncias razoáveis do corpo de minério medido. INFERIDAS Estimativas erro superior á 40%. Recurso Mineral Concentração ou ocorrência de material de interesse econômico na crosta terrestre, ocorrendo de uma forma e quantidade tais que justificam razoáveis perspectivas para uma eventual extração econômica. Reserva de Minério Parte economicamente lavrável de um Recurso Mineral Medido ou Indicado, após a aplicação de todos os fatores de lavra, considerando todos os fatores relevantes de ordem mineira, metalúrgica, econômica, comercialização, direito mineral e assuntos legais, meio ambiente, fatores sociais e governamentais. ETAPAS DA AVALIAÇÃO DE RECURSOS E RESERVAS MINERAIS Descobrimento Amostragem, sondagem Definição dos limites do jazimento Definição de unidades relevantes para a estimativa Estimativa Classificação de Recursos Aplicação de fatores mineiros Aplicação de fatores econômicos ROM Avaliação Geoestatística Estimar uma variável (teor, volume, espessura, ...) em uma área não amostrada no espaço, considerando a correlação tridimensional das amostras, a geometria do corpo mineralizado a ser avaliado e outras características geológicas da área. Definir/quantificar a incerteza desta estimativa Controle de Qualidade Inserção de amostras padrão, brancas, duplicatas, replicatas Prevenir o ingresso de erros maiores na base de dados que se usará para modelar os recursos Demonstrar que os erros de amostragem e analíticos são pequenos em relação à variabilidade geológica Assegurar que a precisão dos dados em que se baseia o modelo de recursos pode ser confirmada, dentro de limites razoáveis, por outros laboratórios, provas metalúrgicas, e finalmente pela produção da planta CRITÉRIOS MAIS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA MINEIRA - Erros da simulação (variabilidade para 90% de probabilidade) - Critérios de krigagem (etapa de busca, número de octantes) - Malha de sondagem (espaçamento) - Densidade de amostras (sondagem, trincheiras, canais...) - Desenvolvimento em subsolo A classificação mede o nível de CONFIABILIDADE vs INCERTEZA do recurso. Não há uma regra padrão e obrigatória. Sondagem Sondagem Percussiva Este equipamento é dotado de um trépano e hastes que podem estar suspensas por um cabo ou outras hastes que comunicam um movimento alternado através dos vários tipos de mecanismos de acionamento. O trépano é levantado ate certa altura e deixado descer pela queda natural. o golpe do trépano desagrega o solo e desta forma a furação avança. Os fragmentos de rocha assim produzidos formam um lodo ou lama. Com a água injetada esta polpa é removida do poço a intervalos regulares e constitui a amostra. Sondagem com testemunhos Perfuratrizes Diamantadas É o método clássico utilizado em pesquisa mineral onde se empregam-se diamantes como meio abrasivo para perfurar as rochas. É utilizado em rochas particularmente duras, não muito fendilhadas e quando se deseja obter testemunhos contínuos do terreno perfurado. Os furos, são de diâmetros relativamente pequenos e podem atingir profundidades de 500 até 1000m. Estudo do Material Pesquisado Propriedades Físicas Propriedades Químicas Tamanho Teor de impurezas Forma Estrutura cristalina Densidade Química do mineral Área superficial específica Estado de oxidação dos elementos Porosidade Presença de grupos funcionais Agregação de partículas Estrutura e textura Distribuição mineral Grau de liberação Susceptibilidade magnética Condutividade elétrica GEOLOGIA NO PLANEJAMENTO E DIMENSIONAMENTO DE OPERAÇÕES EM LAVRAS A CÉU ABERTO Planejamento e projeto do "pit" O planejamento de um "pit" está correlacionado com todas as fases de uma operação mineira. Os fatores que devem ser considerados na confecção dos planos de mineração são numerosos e refletem as características e condições ao redor de um corpo de minério particular. O passo inicial no projeto é a confecção de um plano de mineração a longo prazo ou um projeto final de "pit". Existem dois parâmetros básicos no projetar um plano de mineração a longo prazo: primeiro, as reservas de minério da mina devem ser determinadas e, segundo, a extensão do corpo de minério e a geometria final do "pit" podem ser definidas. Planos de longo prazo mudam freqüentemente no tempo, refletindo os efeitos de mudanças econômicas, aumento do conhecimento do corpo de minério e na tecnologia de mineração. Para alcançar os objetivos de um empreendimento mineiro de longo prazo, as seguintes condições devem ser satisfeitas: 1. As características do corpo de minério tais como teor, estruturas geológicas, formações geológicas, etc; devem ser retratadas em seções verticais e horizontais e um inventário de mineralização deve ser desenvolvido. 2. Os requerimentos básicos do projeto do "pit", tais como parâmetros físicos e econômicos e restrições legais, devem ser definidos. 3. A técnica de projeto do "pit" a ser usada deve ser determinada. Inventário da mineralização: O primeiro passo para o desenvolvimento do projeto de um "open pit" é a construção de um inventário da mineralização, baseado nos resultados de sondagens e de um programa de mapeamento de superfície. Ele deve representar um modelo completo da mineralização do corpo de minério, topografia e geologia. Os dados básicos de sondagem utilizados para desenvolver o inventário da mineralização incluem análises químicas e mineralógicas, formação geológica e estruturas e tipo de mineralização. É necessário descontar valores das análises realizadas sobre testemunhos de sondagem antes dessas serem utilizadas como base para planejamento da mineração. Geralmente o desconto varia entre 5 a 10%. As análises resultantes das sondagens são computadas em intervalos coincidentes com a altura das bancadas planejadas para a futura mina. Os dados de sondagem são então utilizados para compilar seções verticais e horizontais. As seções verticais são úteis para a visualização do corpo de minério e estimação do limite final do "pit", enquanto que as seções horizontais são usadas para avaliar cada estimativa de minério nas bancadas planejadas. Para facilitar a confecção das seções horizontais é normal dividir cada nível em uma série de blocos. As características físicas, tais como teor, tipo de rocha e características metalúrgicas, que são importantes para o planejamento da mineração, são assinaladas para cada bloco. A altura dos blocos é ditada pela altura das bancadas existentes na mina e a largura dos blocos é determinada por: - geometria geral do corpo de minério, - tipo e forma das características geológicas que são incorporadas ao modelo, - intervalo de tempo que o planejamento da mina representa, - densidade da malha de sondagem e espaçamento. O conhecimento da localização, orientação e estruturas geológicas freqüentemente serve como uma base para a estimação do talude final. hidrológicos potenciais também devem ser levados em consideração quando estima-se o talude final do "pit". Para determinar-se as razões de descobertura atuais dos setores que satisfazem o critério permitido, é necessário determinar o teor de minério nos limites do "pit", que é obtido de seções verticais ou horizontais correspondentes a cada nível da mina (bancada). Planejamento a curto prazo do "pit": Após o planejamento da mineração a longo prazo ter sido estabelecido, é necessário desenvolver-se uma série de planos de mineração a curto prazo. O resultado de um plano de mineração de curto prazo resume a tonelagem, teores associados e mapa topográfico de cada corte proposto para cada escavadora, inclinação do talude de trabalho, rotas de transporte e número de níveis minerados. Seleção dos taludes de trabalho A seleção dos taludes de trabalho determina a largura das bancadas em operação, e é definida na indústria como sendo a razão entre a largura média da bancada e sua altura. Tais taludes são selecionados após cuidadosa consideração ter sido dada a todos os tipos de atividade que terão lugar sobre as bancadas em qualquer tempo. Em adição, a resistência do material, o ângulo de repouso sob o qual o material é estável, o efeito do clima sobre o material, a natureza e grau de alteração e as características das estruturas dentro das áreas dos taludes devem ser avaliadas. DRENAGEM E ESGOTAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS E DE INFILTRAÇÃO Uma boa drenagem é essencial para todas as operações de mineração à céu aberto. A água na face de corte deve ser eliminada a um mínimo possível, a fim de se ter um máximo de eficiência. O controle da drenagem na face deve ter sempre um programa de manutenção preventiva com relação às máquinas em operação. A negligência dessa manutenção contribuirá para destruir e prejudicar o equipamento; da mesma forma, a negligência do controle da drenagem prejudica asoperações de lavra, por muitas vezes caindo toda a face do corte em operação. O estudo da área da mina vai indicar a seleção do melhor "lay-out" de modo a se obter a menor probabilidade de acidentes e o máximo rendimento. O exame de mapas topográficos mostra a drenagem natural em relação a posição do minério; ao mesmo tempo pode-se determinar acima e abaixo os níveis máximos de água do curso d'água principal, obtendo-se dessa forma um satisfatório sistema de drenagem. CENTRO EDUCACIONAL ROBERTO PORTO