RELAÇÃO ENTRE ASPECTOS GEOMÉTRICOS DO MÉTODO DE LAVRA POR TIRAS E A PRODUTIVIDADE DAS OPERAÇÕES DE DECAPEAMENTO

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1 RELAÇÃO ENTRE ASPECTOS GEOMÉTRICOS DO MÉTODO DE LAVRA POR TIRAS E A PRODUTIVIDADE DAS OPERAÇÕES DE DECAPEAMENTO Edmo da Cunha Rodovalho Instituto de Ciência e Tecnologia Universidade Federal de Alfenas Campus Poços de Caldas Giorgio de Tomi Departamento de Engenharia de Minas e de Petróleo Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

2 Introdução Metodologia Simulações Metodologia original Simulação do decapeamento com tratores de esteiras (1º pacote) Simulação do decapeamento com escavadeiras hidráulicas (2º pacote) Testes de desempenho Desempenho do decapeamento utilizando os novos parâmetros indicados pela simulação. Discussão dos resultados Segurança Produtividade Conclusão Referências Bibliográficas

3 Características básicas do depósito Seção típica (Geologia) Operações unitárias Preparação para o decapeamento Decapeamento Lavra

4 Características básicas do depósito Seção típica (Geologia)

5 Operações unitárias Fig. 1: Operações unitárias de lavra por tiras. Fonte: MBP

6 Área de lavra Fig. 2: Foto aérea da área de lavra. Fonte: MBP

7 Simulação em ambiente computacional Geometria e sequência de atividades Princípios dos ganhos de produtividade: redução na distância de transporte Possíveis ameaças (operações de transporte) Fig. 3: Configuração geométrica utilizado na simulação dos resultados de painéis de lavra com 25 metros e largura. (Fonte: DozSim )

8 Simulação em ambiente computacional Verificação das especificações dos equipamentos empregados nas operações de transporte Transporte: Manobra dos caminhões P420 na faixa de 20 metros. Raio de curvatura menor que largura da pista. Fig. 4: Manual de equipamentos SCANIA. (Fonte: Scania) - Raio de curvatura de 9,69m. - Largura mínima de acesso 19,4m - Acesso com 20 m (OK!)

9 Simulação em ambiente computacional Utilização de softwares específicos: CATERPILLAR DozSim Dados gerados: volume de material removido, número de horas necessárias, produtividade horária e estimativas de custos operacionais Input : custo horário, capacidade da lâmina, modelo do trator, características geométricas, padrões do ciclo de trabalho, visibilidade e o principalmente a distância de transporte.

10 Simulação em ambiente computacional Fig. 5: Interface do software de simulação / dimensionamento de frota. (Fonte: DozSim )

11 Simulação em ambiente computacional Resultados da simulação Fig. 6: Resultado da simulação da produtividade no decapeamento variando a largura dos painéis e espessura de estéril. (Fonte: DozSim )

12 Simulação em ambiente computacional Sequencia de atividades do decapeamento: Tratores de esteira Fig. 7: Decapeamento com tratores de esteiras. (Fonte: Sketch-up PRO 2014 )

13 Simulação em ambiente computacional Sequencia de atividades do decapeamento: Tratores de esteira Fig. 8: Decapeamento com tratores de esteiras II. (Fonte: Sketch-up PRO 2014 )

14 Simulação em ambiente computacional Sequencia de atividades do decapeamento: Tratores de esteira Fig. 9: Decapeamento com tratores de esteiras III. (Fonte: Sketch-up PRO 2014 )

15 Simulação em ambiente computacional Sequencia de atividades do decapeamento: Tratores de esteira Fig. 10: Decapeamento com tratores de esteiras IV. (Fonte: Sketch-up PRO 2014 )

16 Simulação em ambiente computacional Sequencia de atividades do decapeamento: Escavadeiras Etapa 1: Corte de 3,5 m de largura / formando uma leira de proteção. Fig. 11: Decapeamento com escavadeiras hidráulicas I. (Fonte: Sketch-up PRO 2014 )

17 Simulação em ambiente computacional Sequencia de atividades do decapeamento: Escavadeiras Etapa 2: Corte de 8,5 m, lançando diretamente no depósito. Fig. 12: Decapeamento com escavadeiras hidráulicas II. (Fonte: Sketch-up PRO 2014 )

18 Simulação em ambiente computacional Sequencia de atividades do decapeamento: Escavadeiras Etapa 3: Finalização do corte de 8,5 m e posicionamento para inicio do corte do último pacote de 8 m Fig. 13: Decapeamento com escavadeiras hidráulicas III. (Fonte: Sketch-up PRO 2014 )

19 Simulação em ambiente computacional Sequencia de atividades do decapeamento: Escavadeiras Etapa 4: Corte do último pacote de 8m e lançamento do material diretamente no depósito Fig. 14: Decapeamento com escavadeiras hidráulicas IV. (Fonte: Sketch-up PRO 2014 )

20 Decapeamento com tratores de esteiras o Validação dos resultados da simulação computacional Área de teste: controle de topografia e horas efetivas Fig. 14: Testes de campo decapeamento com tratores de esteiras. (Fonte: MBP)

21 Decapeamento com tratores de esteiras Validação dos resultados da simulação computacional Área de teste: controle de topografia e horas efetivas Fig. 15: Testes de campo decapeamento com tratores de esteiras II. (Fonte: MBP)

22 Decapeamento com escavadeiras hidráulicas Validação dos resultados da simulação computacional Área de teste: controle de topografia, consumo de combustíveis e horas efetivas Fig. 16: Testes de campo decapeamento com escavadeiras hidráulicas. (Fonte: MBP)

23 Decapeamento com escavadeiras hidráulicas Validação dos resultados da simulação computacional Área de teste: controle de topografia, consumo de combustíveis e horas efetivas Fig. 17: Testes de campo decapeamento com escavadeiras hidráulicas II. (Fonte: MBP)

24 Resultado dos testes de campo Tabela 2: Produtividade e consumo horário das operações de decapeamento e exposição de bauxita com faixas de 20 m de largura (Fonte: MBP)

25 Análise comparativa de desempenho entre as larguras de 20 e 25 metros Tabela 3: Resultado dos testes para larguras de faixas de 20 e 25 metros. (Fonte: MBP) Ganho de produtividade!

26 Causas do aumento de produtividade Redução das distância de transporte de material por parte dos tratores de esteira observando os limites de largura de faixas para manter a performance e segurança das operações de carga e transporte Fig. 18: Carga e transporte de bauxita (Fonte: MBP)

27 Causas do aumento de produtividade Eliminação do remanuseio de material por parte das escavadeiras e/ou com auxílio de tratores de esteiras Fig. 19: Retrabalho nas operações de decapeamento (Fonte: MBP)

28 Vantagens da simulação: Estudos de problemas operacionais de forma antecipada Otimização de recursos Processo decisório objetivo e ágil Reprodução das condições simuladas em escala industrial Validação dos dados simulados Resultados positivos Com a utilização de faixas com 20m de largura houve aumento de 17% e 14% na produtividade do decapeamento com tratores e escavadeiras, respectivamente. Segurança e meio-ambiente (sem restrições) Trabalhos futuros Análise de consumo e desempenho para tratores com lâminas de diferentes capacidades

29 BRITTON, S. G; HARTMAN, H. L.(1996) SME mining engineering handbook, volume1, 2 nd edition, SME Littleton, p CHUNG, C. A. (2004), Simulation modeling handbook: a practical approach, CRC Press, USA, 504 p. Especificação Técnica Caminhões SCANIA. Disponível em: Acesso: 12 nov KENNEDY, B. A. (1989), Surface Mining, 2nd Edition, Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, p HUSTRULID, W.; KUCHTA, M. (2006) Open Pit Mine Planning and Design, 2 nd edition, Taylor and Francis, 735 p. MARQUES, R.S.; SOUZA, L. E.;ALBARNAZ, L.D.; NETO, R.O. (2013) Modeling and planning of bentonite clay mining: a case study at Bañado de Medina, Melo, Uruguay, R.E.M Revista Escola de Minas, 66(4), REZENDE M. E. (2006) Tutorial de Utilização do Programa SketchUP 5.0 Avançado, UNICENTRO, Rio de Janeiro.

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