tecnicas de deposicao de pilhas de minerio

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UNIVERSIDADE WUTIVI
Faculdade de Engenharias, Arquitectura e Planeamento Físico 
Curso: Engenharia de Minas
 Cadeira: Planificação Mineira I 
Ano: 3º
Laboral 
TEMA: 
TEMA: Método de Recuo por Crateras Verticais (VCR)
 
Discentes:
Arcénio Artur Munguambe
Ênio Jafete Cuna
Jeftes Zacarias Nhamirre
Jesse Mitchel da Silva 
José Pedro Nhampossa
Pedro Mário Mausse
Virgílio Júlio Mafumo
 
Docente: Cornélio Givane
	
	
	
SERVIÇOS MINEIROS II	Página 1
 INTRODUÇÃO
A mineração é um dos sectores básicos da economia do país, contribuindo de forma decisiva para o bem-estar e a melhoria da qualidade das presentes e futuras gerações, sendo fundamental para o desenvolvimento de uma sociedade, desde que sejam operadas com responsabilidade social, estando sempre presentes os preceitos do desenvolvimento sustentável. Actualmente a disposição dos entulhos tem sido um aspecto muito focalizado nos estudos do plano director de uma empresa de mineração. A segurança e o perfeito funcionamento destes sistemas são fundamentais para a contínua realização das actividades minerais. Mineração é uma actividade que gera um grande volume de material, sendo este constituído por material útil (concentrado) e o rejeito. Este trabalho apresenta as formas mais comuns de disposição dos entulhos da actividade de mineração. Os impactos paisagísticos em lavras mineiras são resultantes em algumas vezes da disposição dos entulhos em superfície. Situações de risco podem ocorrer, tais como a instabilidade geotécnica, que se verifica em certos entulhos sólidos e rompimento de barreiras de protecção dos entulhos que vem em forma de polpa. O desenvolvimento de uma estratégia de deposição dos entulhos é de extrema importância, apesar de ser um processo complexo, pois visa conseguir um balanço razoável entre dois objectivos conflituantes: a maximização da redução do risco de contaminação/poluição e a minimização de custos financeiros.
2. Objectivos
2.2 Geral
Falar da Técnica de deposição da pilha de estéril “Chevron de homogeneização e raspador Cantilever”.
2.3 Específicos 
Conceituar a Técnica de deposição da pilha de estéril “Chevron de homogeneização e raspador Cantilever”;
 Identificar as vantagens e desvantagens da técnica de deposição da pilha de estéril “Chevron de homogeneização e Raspador Cantilever”;
 Caracterizar o armazenamento circular com empilhador e raspador Cantilever.
3. Metodologia 
O objectivo deste trabalho, como já foi referido, é falar da Manutenção de equipamentos e de vias de acesso. Dada natureza do objecto de estudo, pode considerar-se uma pesquisa bibliográfica com uma abordagem hipotética dedutiva. A pesquisa bibliográfica consiste na etapa inicial de todo o trabalho, com o objectivo de reunir as informações e dados que servirão de base para a construção da investigação proposta a partir do tema.
4. DISPOSIÇÃO DE MINÉRIO
A deposição de entulhos mineiros na superfície, decorre durante o processo de lavra e de beneficiamento de material de extracção.
Considera-se sistema de disposição de minério e estéril como uma estrutura projectada e implantada para acumular materiais, em carácter temporário ou definitivo, dispostos de modo planejado e controlado em condições de estabilidade geotécnica e protegidos de acções erosivas ou como uma estrutura de engenharia para contenção e deposição de material originados lavra e de beneficiamento de minérios.
Os entulhos de mineração são dispostos à superfície do terreno, em locais pré-seleccionados e onde não exista minério em subsuperfície. A disposição dos entulhos de minérios a céu aberto na superfície ocorre tanto como de minas subterrâneas.
4.1 Conceito de homogeneidade
Segundo Gy (1998), para que um determinado material possa ser considerado homogéneo, todas as porções que o constituem, independentemente do tamanho, devem ser estritamente idênticas. Segundo Schofield (1980), se os valores médios dos atributos de interesse das amostras, ou porções de material, não variarem significativamente entre si, então o material analisado pode ser dito homogéneo. Então, a definição de homogeneidade de Schofield requer que os limites dentro dos quais serão aceitas variações em torno da média sejam previamente definidos.
Para que seja possível concluir que um material é homogéneo, além do método de amostragem ser o mesmo para todas as amostras estas devem ter o mesmo volume e serem colectadas aleatoriamente, seguindo os mesmos protocolos de preparação e análise química. Em certos casos acontece de amostras de determinado volume serem consideradas homogéneas, porém se analisadas em fracções menores as características podem ser bastante distintas, sendo assim o material heterogéneo. Assim, heterogeneidade depende da escala de observação.
O principal objectivo de um sistema de homogeneização é garantir que todo o lote seja o mais homogéneo possível, com todos os parâmetros de interesse variando somente dentro dos níveis pré-estabelecidos como toleráveis. 1. MITCHEL DA SILVA 
4.2 Homogeneização em pilhas
As pilhas de homogeneização são ferramentas muito importantes utilizadas para atenuar a significativa variabilidade residual do minério proveniente da lavra. Além de servirem como unidades de armazenamento, quando bem planejadas e operadas garantem a homogeneização do minério ROM, (Hustrulid & Kuchta, 1995). As Pilhas de homogeneização são unidades armazenadoras do material que será alimentado à usina de beneficiamento, e, se planejadas e operadas adequadamente, reduzem significativamente a variabilidade dos teores da lavra;
Segundo Schofield (1980), existem algumas características que favorecem o uso de pilhas de homogeneização como unidade armazenadora e homogeneizadora de material:
O beneficiamento não precisa ocorrer logo após a extracção do minério;
As usinas de beneficiamento irão ser alimentadas com minério relativamente homogéneo e de fácil manipulação;
O processo de beneficiamento será significativamente facilitado, reduzindo a demanda por uma automação complexa nas etapas seguintes;
A variabilidade de minérios de baixa qualidade e alta heterogeneidade será significativamente reduzida, permitindo assim, a lavra do minério com estas características.
Em qualquer sistema de homogeneização em pilhas, tanto os equipamentos utilizados, como a deposição e a retomada do material são os principais atenuadores da variabilidade dos teores do minério, (Schofield, 1980). Estes sistemas podem ser formados de diversas formas diferentes, sendo que a escolha de um entre os diversos métodos existentes deve considerar inúmeros factores. É importante conhecer o espaço que estará disponível para a construção do pátio de homogeneização e a distância deste pátio da usina de beneficiamento e das frentes de lavra. É necessário saber ainda a escala de produção do minério, ou seja, as quantidades que serão depositadas e retomadas e com que frequência isto irá ocorrer.
Figura 1: Processo de homogeneização em pilhas.
4.3 Estratégias de homogeneização
Na actividade de mineração, existem pelo menos três áreas principais para a redução de variabilidade dos minérios, sendo elas:
Lavra selectiva;
Pilha de homogeneização;
Processos de beneficiamento.
4.4 Dimensionamento de pátios de homogeneização
Ferreira. et al., (1992) descreveram que o dimensionamento de pátios de homogeneização deve considerar especialmente dois factores:
4.4.1 Processual 
A geometria da pilha e as características do material influenciam directamente na diminuição do desvio padrão.
4.4.2 Económico
O custo das correias transportadoras é directamente proporcional ao comprimento do pátio de homogeneização enquanto que o custo de armazenamento e deposição do material é directamente proporcional à largura da pilha que se pretende formar.
5. PILHAS CHEVRON DE HOMOGENEIZAÇÃO
A pilha de homogeneização consiste basicamente na combinação adequada de materiais de composiçãoquímica e granulométrias diferentes, de modo a se obter um produto homogéneo, com características desejadas e constantes e de maior estabilidade de composição química. No método Chevron, o material é depositado pela empilhadeira movendo-se longitudinalmente na crista da pilha e retomado através da seção inteira da face da pilha. Nas pilhas de homogeneização formadas segundo o Método Chevron, grande número de partículas do material bruto tende a segregar e se concentrar ao pé da pilha e os finos se concentrarem no centro da pilha. Como forma de suprimir esse problema, “é comum não consumir as ‘cabeças’ das pilhas homogeneizadas, porque, devido à segregação granulométrica a qualidade química destas regiões difere sensivelmente da média”.
As pilhas de homogeneização é o método mais simplificado e difundido utilizado para redução da variabilidade dos teores. O método consiste na disposição em camadas horizontais, após a britagem do minério ROM (run off mine) e da retomada posterior em fatias verticais. Desta forma, para se obterem ganhos significativos, é imprescindível a optimização dos parâmetros das pilhas, à medida que o incorrecto dimensionamento pode acarretar em estoques elevados e, consequentemente, perdas financeiras.
As pilhas de homogeneização são caracterizadas pela sua forma, tamanho, arranjo e número de camadas. 
A variabilidade dos teores de minérios que alimentam as plantas de beneficiamento afecta a optimização dos processos. Sua redução pode ser obtida pela modificação do sequenciamento de lavra ou utilizando-se unidades de homogeneização de minério. 
O incorrecto dimensionamento desses parâmetros, também, pode ocasionar variabilidade de retomada da pilha em valores superiores ao esperado. A aplicação de técnicas geoestatísticas ajuda na construção de modelos que utilizam variáveis seleccionadas, interpoladas por meio de krigagem ou qualquer outra técnica de estimativa. Mas esse procedimento não pode incorporar a incerteza associada ao valor interpolado, sendo a variância dos valores estimados menor que a variância dos dados originais.
Figura 1: Técnica de deposição do tipo Chevron de homogeneização 
As pilhas do tipo Chevron, mais comummente utilizadas na mineração e objecto desse estudo, são formadas pela deposição de sucessivas camadas de minério sobrepostas que formam uma espécie de prisma contendo minério de diversas frentes de lavra. A retomada é feita em fatias verticais, assim, cada uma destas fatias é formada por blocos de lavra de áreas diferentes da mina. O problema deste método é que, devido ao modo como é feita a deposição do material, as partículas mais grossas podem ser segregadas para a base da pilha.
Valente (1982) descreveu detalhadamente como funciona o processo de homogeneização nas pilhas do tipo Chevron.
Como as pilhas são alimentadas em um sistema de diversos leitos sobrepostos, a massa de cada leito pode ser representada por um ∆R da massa total R da pilha. Deste modo, a variabilidade do material ROM será igualmente dividida entre os diversos intervalos de massa ∆R;
Se a pilha de homogeneização for operada adequadamente, então devido ao modo de deposição do material, a variabilidade existente entre os diversos ∆R, estará sobreposta quando a pilha estiver formada;
Devido às dimensões do pátio onde serão montadas as pilhas de homogeneização e às dimensões dos blocos de lavra minerados para formar estas pilhas, algumas vezes pode ocorrer a sobreposição de determinada quantidade de material pertencente ao mesmo bloco de lavra em mais de u∆mR. Assim, existirá uma variação dos teores entre as fatias retomadas (∆K), esta porém, menor do que a existente entre os ∆R;
O processo de homogeneização em pilhas deve ser estudado em função do número de leitos de deposição de minério (N), da massa de cada leito∆(R) e da massa de cada fatia retomada (∆K).
A Figura abaixo mostra um esquema simplificado dos leitos de deposição ∆R, das fatias de retomada ∆K e da variabilidade entre os ∆R.
 
Figura 2: Esquema simplificado do modelo Chevron para pilhas de homogeneização (Schofield, 1980).
5.1 Vantagens da técnica de deposição do tipo Chevron
O método Chevron consiste no empilhamento de camadas do material a ser homogeneizado, sobre a linha central da pilha. Esse é o método mais comummente empregado na indústria, tendo as seguintes vantagens:
Permite uma manipulação de forma mais directa, podendo utilizar materiais que atenuem a variabilidade em qualquer momento da formação das pilhas, de forma a deixar o produto dentro das especificações de qualidade requeridas pelo sistema.
A empilhadeira pode ser com torre fixa, com sua lança tendo menor comprimento, resultando numa empilhadeira de peso relativamente menor, e com um custo total de instalação mais baixo (Ferreira, 1989).
A automação dos movimentos do equipamento utilizado no empilhamento é mais simples.
5.2 Desvantagens da técnica de deposição do tipo Chevron
O método tem como desvantagem a segregação do material com partículas finas na parte central da pilha e partículas grossas na superfície e no fundo da pilha. Para assegurar a mistura adequada de uma pilha Chevron, deve-se retomar o material da pilha a partir da face, trabalhando em toda a seção transversal.
6. RASPADOR CANTILEVER	
O raspador Cantilever viaja por cima e organiza ao longo de um lado do stockpile e caracteriza um crescimento com corrente da dobra-costa e lâminas do raspador. Se usado em combinação com o método empilhador Strata, um determinado grau de homogeneização do material armazenado pode ser obtido. Hoje em dia, o rapaspador cantilever apresenta uma solução mais económica para os stockyards open-air pequenos até a extensão de 30 m e tem a vantagem distintiva de ser uma máquina flexível, light-weight.
Figura 3: Raspador Cantilever, comprimento do crescimento 18 m, 200t/h.
6.1. Empilhamento e recuperação ( Stacking and reclaiming )
6.1.1. Stacking
A pilha é o processo em que o material a granel é adicionado a uma pilha. Esta pilha pode ser feita longitudinal ou circular (como mostrado na Figura 1.1 e na Figura 1.2).
Este relatório é principalmente baseado em uma reserva longitudinal, com uma certa altura (h), largura (w) e comprimento (L). 
6.1.2. Reclaiming
Reclaiming é o processo de remoção do material a granel de uma pilha. Isso é feito principalmente por máquinas que escavam o stockpile. O material a granel será carregado em uma instalação de transporte como um navio, trem ou caminhão, por exemplo
Máquinas
As máquinas utilizadas para os processos de empilhamento e recuperação são divididas principalmente em três grupos:
Máquinas que só podem empilhar (stacker), 
Máquinas que só podem recuperar (reclaimer) e
 Máquinas que podem executar ambas as funções (stacker/reclaimer).
Movimento
Os movimentos dos empilhadores e recuperadores podem ser classificados em três direções: luffing, slewing, and travelling.
 Luffing é o movimento pelo qual o boom gira para cima ou para baixo. Esta é a altura referente a um stockpile. 
Slewing é a rotação horizontal da lança em torno do eixo central do empilhador ou recuperador. 
Travelling é o movimento de todo o empilhador ou recuperador nos trilhos.
Reclaimers podem ser classificados principalmente em três grupos principais:
Scraper;
Fixed luffing stacker; 
 Radial luffing stacker.
Scraper(raspadores)
Scraper recuperam de um lado (raspador lateral) (como mostrado na Figura 1.8) ou ambos os lados (raspador de portal) (como mostrado na Figura 1.9) de um stockpile
Fixed luffing stacker (Recuperadores de pontes)
Fixed luffing stacker (como mostrado na Figura 1.10) recuperam toda a área da seção transversal ao mesmo tempo e percorrem a perpendicular à pilha durante a recuperação.
Radial luffing stacker (Recuperadores de roda de balde)
Radial luffing stacker são recuperados com uma roda com baldes. (Como o nome mencionado). Todos os três movimentos são possíveis.
	
6.2. ARMAZENAMENTO CIRCULAR COM EMPILHADOR E RASPADOR CANTILEVER
A alimentaçãodo stockyard é feita geralmente com o empilhador slewing que recebe o material de uma correia fixa transportadora. O empilhador slewing deposita o material pelo método de Shell cone. Sempre que uma pilha alcança o pré-ajuste da altura, os avanços do empilhador na primeira etapa, giram em torno de seu centro. O stockpile é construído acima de uma maneira automática simples. A raspagem é feita de uma inclinação interna com o raspador Cantilever, principalmente compreendendo suportar o crescimento do raspador corrente, do raspador da dobro-costa e o wear-proof shovels. O crescimento do raspador avança de uma forma circular movimentando e raspando a inclinação interna da pilha.
Sendo assim nunca descreve o pré-ajustou a escala slewing, o crescimento é abaixado pelo pré-ajustou determinando a etapa da profundidade do corte. O material recuperado é guiado na descarga central da rampa que conduz a recuperação do transporte.
O empilhador/raspador Cantilever permite em simultâneo empilhar e recuperar, e ambas as funções operam-se totalmente independentemente que garanta um grau elevado da flexibilidade. Todas as etapas de empilhamento e recuperação são PLC controlado para a operação inteiramente automática.
 
Figura 4: Armazenamento circular com empilhador e raspador Cantilever
6.2 Vantagens da pilha de armazenamento circular com empilhador e raspador Cantilever 
Correias transportadoras com menor extensão;
Equipamentos com baixa exigência de energia;
Flexibilidade no arranjo físico da pilha.
Entretanto, possuem baixa eficiência de homogeneização, se comparada às pilhas do tipo longitudinal. 6. MUNGUAMBE ARTUR 
7. Conclusão 
Terminado o trabalho conclui se que as duas técnicas de deposição “Chevron e raspador Cantilever são de grande importância quando aplicados em minérios onde a distribuição de teores é muito variável e existem muitas variáveis que influenciam na qualidade do produto final. O desenvolvimento de uma estratégia de deposição dos entulhos é de extrema importância, apesar de ser um processo complexo, pois visa conseguir um balanço razoável entre dois objectivos conflituantes: a maximização da redução do risco de contaminação/poluição e a minimização de custos financeiros…JEFTES 
8. Referências bibliográficas 
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672008000300005. Consultado no dia 08 de Setembro de 2017 as 19h.49 Minutos.
http://www.takraf.tenova.com/fileadmin/user_upload/pages/About_us/Brochure_Downloads/TAKRAF_Scraper_Reclaimer_Technology_eng.pdf. Consultado no dia 08 de Setembro de 2017 as 20h 16 Minutos.
http://www.vuminh.com.vn/cn/print.php?module=product&iData=319&iCat=1507. Consultado no dia 08 de Setembro de 2017 as 20h.45 Minutos.
http://www.schade-lagertechnik.com/en/schade/products/storage_blending-beds_equipment/reclaimer. Consultado no dia 08 de Setembro de 2017 as 21h.05 Minutos.