PROJETO CONCEITUAL DE APROVEITAMENTO ECONÔMICO DE CAMADAS DE CARVÃO UM ESTUDO DE CASO

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1 PROJETO CONCEITUAL DE APROVEITAMENTO ECONÔMICO DE CAMADAS DE CARVÃO UM ESTUDO DE CASO Sarah Ribeiro Guazzelli Taís Renata Câmara Rodrigo de Lemos Peroni André Cezar Zingano Gustavo Steffen Daniel Fontoura Agosto de 2011.

2 ESTRUTURA DA APRESENTAÇÃO BANCO DE DADOS MODELAGEM GEOLÓGICA ANÁLISE GEOESTATÍSTICA DO DEPÓSITO PROJETO DE LAVRA CONCLUSÕES

3 BANCO DE DADOS O trabalho foi realizado com base em um banco de dados composto inicialmente por 567 furos de sondagem, contendo as seguintes informações: Identificação Espessura Cota Lapa Teor de Cinzas Enxofre SIGLA X Y CT REALCE REC. TEST COTA LAPA REALCE P.ESP.CT CZ CT MV CT S CT PCS CT BG01A BG (*) BG (*) BG (****) (****) (****) (****) BG BG (*) Coordenadas Recuperação Densidade Matéria Volátil Poder Calorífico

4 CORREÇÕES DO BANCO DE DADOS As correções realizadas no banco de dados tiveram como objetivo identificar informações não confiáveis e adequação à estrutura de arquivos requerida por softwares especialistas. Furos que apresentam recuperações menores que 90% e/ou não contendo informações sobre nenhum parâmetro foram descartados. Ao final desta verificação, foram mantidos 73% dos dados (414 furos dos 567 iniciais).

5 MAPA DE LOCALIZAÇÃO DOS FUROS DE SONDAGEM 18km 414 Furos mantidos 153 Furos descartados 10km

6 MAPA DE LOCALIZAÇÃO DOS FUROS DE SONDAGEM 18km 414 Furos mantidos 10km

7 MODELAGEM GEOLÓGICA A modelagem foi realizada considerando o depósito estratiforme, ou seja, uma camada de carvão. Além da camada de carvão, o furo é composto por: Teto imediato: composto por três metros de arenito laminado; Cobertura: demais litologias entre o teto imediato e a superfície topográfica. Cobertura Arenito Laminado Carvão

8 FUROS DE SONDAGEM Furos e topografia.

9 MODELAGEM GEOLÓGICA O modelo foi construído no software Minesight, através do módulo GSM (Gridded Seam Model). O tamanho de bloco foi determinado em XY com dimensões de 50m x 50m e a altura variando conforme a flutuação da espessura da camada. Para a construção do modelo de blocos foram considerados os principais elementos estruturais representados por falhas e diques.

10 FALHAS DIRECIONAIS PRINCIPAIS E DIQUES Falhas Diques

11 ZONAS LIMITADAS PELAS FALHAS PRINCIPAIS Zona 1 Zona 3 Zona 2 Zona 4

12 ANÁLISE GEOESTATÍSTICA DO DEPÓSITO

13 A variável principal estudada é a espessura da camada de carvão e as outras informações qualitativas apresentadas não estavam disponíveis em quantidade suficiente para serem contempladas no modelo. A espessura é a variável determinante para o planejamento da mina. A região em estudo apresenta agrupamento amostral sem direção preferencial.

14 COMPARAÇÃO ENTRE OS DADOS MÉDIA DADOS ORIGINAIS = 3.15 m MÉDIA DADOS DESAGRUPADOS= 2.69 m

15 ESTIMATIVAS Para a geração das estimativas foi utilizada a rotina kt3d do GSLib, juntamente com os dados coletados na variografia. Os blocos foram definidos com dimensões de 50m x 50m. Média Desagrupados Média Estimados 2.69 m 2.53 m

16 ANÁLISE DO ERRO MÉDIA = 0.02 CORRELAÇÃO >0.7

17 ANÁLISE DA REGIÃO O valor da espessura média estimada de 2,53 m foi obtida considerando toda a região amostrada, mas este valor não representa a espessura média das zonas de interesse. Ao excluir os blocos que estavam fora das zonas, a média obtida foi de 3,1 m, valor que foi utilizado nas definições do planejamento.

18 QUANTIFICAÇÃO DE RECURSOS Normatização do sistema JORC para definição de classes de recursos de carvão. Classe de recurso Extrapolação máxima (m) Espaçamento máximo entre amostras (1) Nível de confiabilidade Medido km; < 500 m 0-10% Indicado km; < 1 km % Inferido km > 20% (1) A primeira distância é o limite aceitável e a segunda é a distância normalmente utilizada.

19 Estimativa de Volume e Massa RECURSOS: Mt 46.0 Mt 22.0 Mt Mt Mt 2000m - Inferido 1000m - Indicado 500m - Medido

20 MODELO DE BLOCOS

21 MODELO DE BLOCOS Falha Cobertura Teto imediato Carvão

22 PLANEJAMENTO DE LAVRA

23 GEOLOGIA DO DEPÓSITO Rocha Densidade (t/m³) Minério 1,99 Estéril 2,5 PARÂMETROS GEOMECÂNICOS Rocha UCS (Mpa) RQD Rugosidade Água Em (MPa) σcm (MPa) c (MPa) Φ ( ) Carvão baixa a alta seco Arenito Laminado baixa a alta seco

24 MÉTODO DE LAVRA - EDUMINE

25 PRODUÇÃO ANUAL A mina irá produzir 2,5 milhões de toneladas carvão ROM por ano. Isso representa 514 t/h de carvão para atender a demanda anual, equivalente a 258 m³/h de carvão. Total de turnos 4 Horas/turno 6 Horas efetivas/turno 5.4 Dias trabalhados/ano 300 Horas produtivas/ano 4860

26 ACESSO PRINCIPAL Inclinação 10 Profundidade (m) 80 Comprimento (m) 460,77 Largura (m) 6,5 Altura (m) 3

27 POÇO DE EXAUSTÃO O poço de exaustão terá cerca de 3.1 m de diâmetro e está locado ao lado do plano inclinado. O poço além de servir de saída de ar contaminado será também escolhido como saída de emergência no caso de obstrução do plano inclinado ou dos acessos ao mesmo. Poço de exaustão Plano inclinado

28 DIMENSIONAMENTO DOS PILARES Para realização dos cálculos foram utilizados os seguintes parâmetros geomecânicos: Densidade média do maciço rochoso (MN/m³) Resistência uniaxial da rocha intacta (MPa) 20 Resistência à compressão do maciço rochoso (MPa) 4.97 Classificação geomecânica (RMR) 40

29 DIMENSIONAMENTO DOS PILARES Largura da galeria - previamente definida em 6 m; Largura do pilar - determinada em função da cobertura; Altura do pilar - determinada em função da espessura da camada de carvão; Espessura da cobertura - responsável pelo cálculo da resistência do pilar ;

30 Mapa da cobertura Histograma da Cobertura

31 DIMENSIONAMENTO DOS PILARES Para o cálculo com as dimensões dos pilares, foi necessário separar o depósito em faixas de cobertura de 50 m. ENTRADA DE DADOS Cobertura (m) Espessura Média (m) Número de Dados Variação da Espessura (m)

32 Espessura (m) CORRELAÇÃO DAS VARIÁVEIS Cobertura x Espessura 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, > Cobertura (m)

33 PILARES PERMANENTES E TEMPORÁRIOS Pilares permanentes - estão locados nos eixos principais de acesso, nas localidades do plano inclinado e do poço de ventilação, são pilares de desenvolvimento. Fator de segurança utilizado 2.2; Pilares temporários - são os que devem permanecer durante o período de lavra do painel em que se encontram, ou seja, são pilares de produção. Fator de segurança utilizado 1.8.

34 Largura do pilar (m) PILARES PERMANENTES E TEMPORÁRIOS Cobertura x Largura do pilar Cobertura (m) Temporários Permanentes

35 Recuperação de lavra (%) 70% RECUPERAÇÃO DE LAVRA Recuperação de lavra x Largura do pilar 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Largura do pilar (m)

36 RECUPERAÇÃO DE LAVRA As recuperações de lavra abaixo de 35% ocorrem onde a cobertura está acima de 250 m e os pilares possuem grandes dimensões, com larguras maiores de 25 m; Área do pilar: 625m² Volume do pilar: 1875m³ Pilares muito grandes para sustentar o maciço

37 Mapa das recuperações Recuperação abaixo de 35% Histograma das recuperações

38 Mapa das recuperações RECUPERAÇÃO DE LAVRA Total de carvão da área azul (t) Total de carvão lavrável da área (t) 143,972, ,247, Recuperação de lavra 42%

39 PROJETO DA MINA SUBTERRÂNEA

40 PROJETO DA MINA SUBTERRÂNEA Poço de ventilação Plano inclinado Painel de produção Eixos de acesso e ventilação

41 PROJETO DA MINA SUBTERRÂNEA

42 PROJETO DA MINA SUBTERRÂNEA

43 CONCLUSÕES As ferramentas disponíveis para a modelagem, avaliação do recurso e para o planejamento, permitem simular diferentes cenários que são indispensáveis para o estudo destas áreas integradas e da influência dos fatores que são determinantes no aproveitamento do depósito. Devido às pequenas recuperações de lavra fica a sugestão de continuidade do estudo do projeto visando um maior aproveitamento do recurso.

44 AGRADECIMENTOS

45 OBRIGADA! SUBMINAS Subcentro dos estudantes de Engenharia de Minas