Planejamento de lavra e geotecnia: geração de melhores resultados

Fotografia de uma lavra (mineração) com o logo da SAFF Engenharia

Um dos principais fatores de entrada de um modelo de planejamento de lavra é o modelo geotécnico, tendo, assim, uma importante interface entre as áreas

O planejamento da otimização da lavra de uma cava pode ser realizado utilizando-se métodos manuais de otimização ou utilizando-se de artifícios computacionais mais sofisticados. 

Comparando-se os métodos manuais com os métodos auxiliados por computador, tem-se que os primeiros necessitam de mais tempo de maturação já que os cálculos da relação estéril/minério (REM) e de valor líquido são realizados manualmente para se encontrar uma cava ótima para uma determinada seção. Além disso, posteriormente à determinação do limite de escavação ótima de cada seção, deve-se realizar uma análise holística das seções de forma a se construir uma cava técnica e economicamente viável de forma a se analisar a influência de cada seção no todo da cava. 

Já, utilizando-se do auxílio de recursos computacionais tem-se uma rapidez muito grande na obtenção de uma cava ótima através da utilização de métodos numéricos como cones flutuantes ou Lerchs-Grossmann, já que tais algoritmos podem ser utilizados por meio de softwares disponíveis no mercado.

Entretanto, diversos fatores influenciam a determinação de uma cava matemática, os quais pode-se citar, como básicos, três grupos: Geológicos, Econômicos e Técnicos. Dentre os fatores da geologia da mineralização tem-se a tipologia do minério, a topografia, as condições hidrológicas/hidrogeológicas e as características metalúrgicas do minério. 

Agora, dentre os fatores do segundo grupo, que estão relacionados às questões econômicas, tem-se envolvido questões como teor e tonelagem da mineralização, escala de produção, CAPEX, OPEX, teor de corte, taxa de atratividade, NPV (ou VPL), taxa de retorno do investimento, payback e preço de venda do minério.

E dentre os fatores do terceiro grupo, que podem ser relacionados às questões técnicas, encontram-se questões como equipamentos de lavra, limites de propriedade, rampa de acesso, altura de bancada, largura de bermas e ângulos de face e global do talude.

Dessa maneira, pode-se inserir como um dos principais desafios encontrados no planejamento de cava ótima a definição da geometria dos taludes da cava. Isso se dá, pois para tal, é necessário ter conhecimentos especializados da geologia, de forma a se determinar as características mecânicas da mineralização, a propriedade das rochas encaixantes e a alteração das rochas presentes na região a ser implantada a cava.

Logo, o objetivo de qualquer desenho de talude é fornecer uma escavação ótima no contexto da recuperação do minério, da segurança e do retorno financeiro. Isso sem se deixar de lado os diversos interesses envolvidos que podem ser citados como de investidores, que querem o maior retorno financeiro, de operadores, que desejam condições seguras de trabalho, e do setor regulador que não quer arcar com despesas futuras de estabilização de uma escavação para propiciar a segurança adequada aos cidadãos do entorno de tal escavação.

Assim, pelo fato de que todas as decisões no projeto de lavra são baseadas no limite final ótimo de cava, pode-se afirmar que a determinação de tal é a consideração mais importante no planejamento de lavra. Adicionalmente, pode-se afirmar que a determinação da geometria final de uma escavação a céu aberto é determinada pela REM e como consequência direta ao retorno financeiro do empreendimento mineral.

Muitos fatores influenciam o tamanho e o formato de uma cava e isso deve ser utilizado no processo de planejamento de mina de forma a se minimizar os riscos e maximizar os lucros. A importância de cada um desses parâmetros depende exclusivamente do projeto em questão, no entanto o desenho dos taludes de uma cava é uma etapa do processo de grande importância e complexidade por representar certa divergência entre o valor ótimo adquirido na cava matemática e o valor da cava operacional.

Segundo Kliche (1999), o campo da engenharia de minas utiliza, para a análise de estabilidade e dimensionamento de taludes, muito mais a mecânica das rochas que a mecânica dos solos, mesmo que se utilize a segunda em casos específicos envolvendo taludes que possuem parte em solo.

Assim, tal utilização reflete diretamente na complexidade dos projetos já que se lida com materiais heterogêneos e usualmente anisotrópicos. Adicionalmente a isso, tem-se o fato de que os parâmetros de resistência relacionados a maciços rochosos são infinitamente variáveis e difíceis de se determinar. Aliados, ainda, aos complexos modelos matemáticos que descrevem o comportamento dos maciços e à dificuldade de se replicar as condições de campo em laboratório, os projetos geomecânicos se mostram de grande complexidade devido à conjugação dos princípios de geologia estrutural com os princípios mecânicos da rocha (Kliche, 1999).

Essa conjugação de princípios faz com que não se determine apenas os modos possíveis de falha, mas, também, a estabilidade dos modos de ruptura, bem como os métodos de estabilização. Ainda assim, é necessário analisar fatores como a hidrogeologia e o modo de coletar as amostras geológicas, que acaba por determinar o modelo geológico, sem se esquecer da análise de risco e financeira proveniente da determinação do ângulo final de talude. Dessa maneira, segundo Hoek (2009), um bom projeto de talude para mineração deve conjugar todos os fatores de modo a produzir um balanço entre segurança, operacionalidade e eficiência econômica.

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