ELABORAÇÃO DO MODELO DE BLOCOS DE CURTO PRAZO POR FAIXAS GRANULOMÉTRICAS DA MINA CASA DE PEDRA - CSN

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1 RESUMO ELABORAÇÃO DO MODELO DE BLOCOS DE CURTO PRAZO POR FAIXAS GRANULOMÉTRICAS DA MINA CASA DE PEDRA - CSN Marcos Vinícius Borges, CSN, Geólogo. marcos.vinicius@csn.com.br Marisa Rangel de Sousa, CSN, Engenheira de Minas. marisa.rangel@csn.com.br Este trabalho consiste na elaboração de um modelo de blocos de curto prazo, denominado MODELO CASCA, com variáveis químicas definidas de acordo com os produtos: lump ore, sinter feed e pellet feed. O modelo visa fornecer uma informação geológica atualizada ao planejamento de lavra de curto prazo, possibilitando a lavra da mina orientada por produtos. Utiliza-se o modelo de longo prazo para gerar uma casca de bancos abaixo da superfície topográfica atualizada, discretizada em blocos de 2,m x 2,m x m. Posteriormente, os blocos que tocam a superfície, ora representada pela geologia da superfície, são carimbados com a litologia aflorante. Os demais bancos preservam as informações litológicas do modelo de longo prazo. Os blocos deste novo modelo, considerados como minérios, são submetidos a um tratamento geoestatístico em software específico. Após krigados, esses blocos de minério são adicionados aos blocos de estéril, compondo o modelo casca. Diariamente este novo modelo é reconciliado através de planilhas de avaliação que permitem comparar teores estimados com teores analisados nas pilhas de homogeneização. A calibração do modelo é realizada periodicamente, sempre que os resultados comprometem as especificações planejadas. Palavras Chave: modelo casca, faixa granulométrica e reconciliação. INTRODUÇÃO O MODELO CASCA (Figura ) consiste de um modelo de blocos (2,m x 2,m x m) com três bancos abaixo da superfície topográfica da mina (Figura 2), sendo carimbado mensalmente pelo mapa geológico e fornece informações granuloquímicas por produto (lump ore, sinter feed e pellet feed) para cada litologia, com o objetivo de atender o planejamento de curto prazo, mais especificamente ao plano mensal de lavra e a programação de pilhas de homogeneização. Figura Modelo de Blocos Casca de junho de 2004 da Mina Casa de Pedra Companhia Siderúrgica Nacional (CSN).

2 Figura 2 Seção vertical do Corpo Oeste usando o Modelo Casca, mostrando três bancos abaixo da superfície topográfica da mina e os blocos carimbados por diferentes litologias. METODOLOGIA O redimensionamento dos blocos dá-se a partir do modelo global de longo prazo. Este modelo possui blocos com dimensões de 2m x 2m x m e são carimbados pelos sólidos geológicos gerados a partir dos furos de sonda. Após divisão dos blocos, obtém-se um modelo com blocos de 2,m x 2,m x m com as informações do mapa geológico de curto prazo (Figura ). 2 m HBR MAPA GEOLOGICO 2 m m HCP CLX 2. m IPB HBR REDIMENSIONAMENTO DO BLOCO 2. m m HBA Figura O desenho esquemático mostra o redimensionamento dos blocos do Modelo de Blocos Global de longo prazo (2m x 2m x m) gerando o Modelo de Blocos Casca (2,m x 2,m x m). Exibe os blocos de curto prazo carimbados pelo mapa geológico.

3 Em seguida, utiliza-se o mapa topográfico da mina, atualizado mensalmente, transformandoo em sólido topográfico (Figura 4) para seccionar o modelo retirando todos os blocos superiores e considerando apenas três bancos abaixo da superfície atual do terreno (Figura ). Figura 4 Topografia atualizada da Mina Casa de Pedra. MINA CASA DE PEDRA - CSN CORPO OESTE CORPO PRINCIPAL Figura Sólido da topografia usada para seccionar o modelo de blocos global longo prazo. O mapa geológico é atualizado mensalmente através do mapeamento geológico das frentes de lavra em operação e das canaletas abertas nas bermas dos bancos (Figura 6). As novas informações das seções horizontais (canaletas) e verticais (taludes) são cruzadas simultaneamente para atualização tridimensional do mapa geológico. Os blocos do primeiro banco do modelo seccionado são carimbados pelo mapa de superfície e os blocos dos bancos sobrejacentes preservam as informações litológicas do modelo de longo prazo.

4 Figura 6 Mapa geológico de junho de 2004 da Mina Casa de Pedra. O banco de dados de geologia de curto prazo (Figura ) é alimentado mensalmente por todas as amostras de mina como canaletas, frentes de lavra, composit (controle de qualidade) e amostras especiais (estudos de crepitação, formação de pilhas especiais, testes de peso específico, empolamento, etc) que são analisadas químicamente em seis faixas granulométricas, além do global. As amostras dos furos de sonda também são tratadas e inseridas no banco de dados com as mesmas análises. Para cada amostra, classifica-se litologicamente o minério pelo teor de ferro no global analisado, verifica-se o fechamento estequiométrico e pondera-se as faixas granuloquímicas em produtos (lump ore, sinter feed e pellet feed). O arquivo de dados usado para krigagem possui para cada amostra a sua respectiva identificação, as coordenadas (X, Y e Z), a litologia e os produtos gerados. FORMATAÇÃO DO BANCO DE DADOS PARA KRIGAGEM IDENTIFICAÇÃO LITOLOGIA X Y Z CAN-04-8 HBA PRODUTOS % RETIDO Fe SiO2 Al2O P Mn PPC LUMP ORE SINTER FEED PELLET FEED IDENTIFICAÇÃO LITOLOGIA X Y Z CAN IRB PRODUTOS % RETIDO Fe SiO2 Al2O P Mn PPC LUMP ORE SINTER FEED PELLET FEED IDENTIFICAÇÃO LITOLOGIA X Y Z CAN-04-8 HBA PRODUTOS % RETIDO Fe SiO2 Al2O P Mn PPC LUMP ORE SINTER FEED PELLET FEED Figura Formatação do banco de dados contendo amostras com suas respectivas identificações, coordenadas (X, Y e Z), litologia e produtos (lump ore, sinter feed e pellet feed) para krigagem.

5 Os blocos de HCP, HBA, HBR, IRC, IRB, IIB, IPB, IMB, FIF, IDO, IAF, IPC, CGA e ROL são krigados num software desenvolvido na própria empresa. Para isto, a mina é setorizada em função dos diferentes comportamentos geológicos e características físicas e químicas distintas do minério. O software classifica os litotipos em dois grupos: hematitas e itabiritos, nos quais seus produtos (lump ore, sinter feed e pellet feed) são distribuídos nos corpos Principal e Oeste (Figura 8). BANCO DE DADOS HCP - HBA - HBR - IRC - IRB - IIB - IPB IMB - FIF - IDO IAF - IPC - CGA - ROL HEMATITAS ITABIRITOS LUMP ORE SINTER FEED PELLET FEED CORPO OESTE LUMP ORE SINTER FEED PELLET FEED CORPO PRINCIPAL KRIGAGEM Figura 8 Fluxograma do processo de Krigagem mostrando a distribuição dos produtos (lump ore, sinter feed e pellet feed) das litologias em dois grupos (hematitas e itabiritos) nos corpos Oeste e Principal. DISCUSSÃO E RESULTADOS Diariamente são feitas reconciliações das pilhas de homogeneização para calibração do Modelo Casca. Essa reconciliação é feita comparando os resultados granuloquímicos obtidos da programação da pilha (através do modelo casca) com os dados fornecidos por um lote amostral durante a formação desta pilha, na mesma proporção de massa (0.000 t) por área programada (Figuras a 20).

6 % SiO2 - Lump Ore 2 % SiO2 > 2, mm Modelo Casca Pilha 0 Figura Comparativo entre teor de SiO 2 no Lump Ore obtido na Pilha 0 e na Programação feita com o Modelo Casca. % Al2O - Lump Ore 0.0mm <%Al2O< 2, mm Modelo Casca Pilha 0 Figura 0 Comparativo entre teor de Al 2 O no Lump Ore obtido na Pilha 0 e na Programação feita com o Modelo Casca.

7 % P - Lump Ore % P < 0.0 mm Modelo Casca Pilha 0 Figura Comparativo do teor de P no Lump Ore obtido na Pilha 0 e na Programação feita com o Modelo Casca. RECONCILIAÇÃO - LUMP ORE SiO 2 Al 2 O P Modelo Casca Pilha 0 Modelo Casca Pilha 0 Modelo Casca Pilha Amostra Figura 2 Reconciliação dos teores de SiO 2, Al 2 O e P no Lump Ore. Pilha de homogeneização número 0.

8 % SiO2 - SINTER FEED % SiO2 > 2. mm Modelo Casca Pilha 0 Figura Comparativo entre o teor de SiO 2 no SINTER FEED na Pilha de Homogeneização (número 0) e na programação feita com o Modelo Casca. % Al2O - SINTER FEED 0.0 mm <%Al2O< 2. mm Modelo Casca Pilha 0 Figura 4 Comparativo entre o teor de Al 2 O no SINTER FEED na Pilha de Homogeneização (número 0) e na programação feita com o Modelo Casca.

9 % P - SINTER FEED % P < 0.0 mm Modelo Casca Pilha 0 Figura Comparativo do teor de P no SINTER FEED obtido na Pilha de Homogeneização (número 0) e na programação feita com o Modelo Casca. RECONCILIAÇÃO - SINTER FEED SiO 2 Al 2 O P Modelo Casca Pilha 0 Modelo Casca Pilha 0 Modelo Casca Pilha Amostra Figura 6 Reconciliação dos teores de SiO 2, Al 2 O e P no SINTER FEED obtidos na pilha de homogeneização de número 0 e a programação feita com o Modelo Casca.

10 % SiO2 - PELLET FEED % SiO2 > 2, mm Modelo Casca Pilha 0 Figura Comparativo entre o teor de SiO 2 no PELLET FEED obtido na Pilha de Homogeneização (número 0) e na programação feita com o Modelo Casca. % Al2O - PELLET FEED mm <%Al2O< 2, mm Modelo Casca Pilha 0 Figura 8 Comparativo entre o teor de Al 2 O no PELLET FEED obtido na Pilha de Homogeneização (número 0) e na programação feita com o Modelo Casca.

11 % P - PELLET FEED % P < 0.0 mm Modelo Casca Pilha 0 Figura Comparativo entre o teor de P no PELLET FEED obtido na Pilha de Homogeneização (número 0) e na programação feita com o Modelo Casca. RECONCILIAÇÃO - PELLET FEED SiO 2 Al 2 O P Modelo Casca Pilha 0 Modelo Casca Pilha 0 Modelo Casca Pilha Amostra Figura 20 Reconciliação entre os teores de SiO 2, Al 2 O e P no PELLET FEED obtidos na Pilha de homogeneização de número 0 e a Programação da Pilha feita com o Modelo Casca.

12 Uma vez que a mina é mapeada mensalmente pelas frentes de lavra e canaletas, a superfície do Modelo Casca traduz uma realidade de mina mais acurada quando comparada com o Modelo de Blocos Global de Longo Prazo (Figuras 20 e ). Figura 20 Modelo Casca no nível 20m (norte do Corpo Oeste). Figura Modelo de Blocos Global (longo prazo) no nível 20m (norte do Corpo Oeste).

13 CONCLUSÃO A elaboração de modelos é um trabalho que requer constante aperfeiçoamento da técnicas de formulação e profundo conhecimento das variáveis pertinentes e suas interrelações. No caso apresentado, o estudo do viés do laboratório, a construção dos variogramas por produtos e as variáveis estruturais da geologia de mina são os objetivos de análise que requerem maiores conhecimentos, para a definição exata dos produtos a serem obtidos da lavra do minério. A implantação da rotina de construção e atualização do modelo casca na Mina de Casa de Pedra, permitiu um conhecimento técnico de detalhe dos fatores que mais comprometem a efetividade deste modelo como instrumento de planejamento de lavra. Esses fatores são: os operacionais na mina como por exemplo a medição das massas lavradas; a confiabilidade das análises granuloquímicas fornecidas pelo laboratório; os parâmetros geoestatísticos fornecidos por variogramas; o conhecimento geológico-estrutural da jazida; a forma de amostragem e coleta das amostras na mina bem como sua classificação litológica; os métodos utilizados para executar testes de peso específico e empolamento em rochas friáveis, compactas e argilosas; o levantamento topográfico da mina e atualização do mapa em softwares; o mapeamento geológico realizado nas frentes de lavra e nas canaletas, etc.. A consolidação do banco de dados geológicos associada à nova metodologia de amostragem de mina e à reclassificação litológica dos minérios foram os primeiros passos implantados para se incrementar o nível de confiança do modelo e implantar a rotina de trabalho. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS VALENTE, J. (82). Geomatemática Lições de Geoestatística, Vol. V. Fundação Gorceix 8, Ouro Preto, Brasil.