Análise Operacional Do Desmonte de Calcário - Francisco Pedrosa

7/23/2019 Anlise Operacional Do Desmonte de Calcrio - Francisco Pedrosa

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Universidade Federal de AlfenasUNIFAL-MG

Engenharia de Minas

Campus Poos de Caldas-MG

Francisco Junior Batista Pedrosa

Anlise Operacional do Desmonte de Calcrio

Poos de Caldas2014


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Francisco Junior Batista Pedrosa

Anlise Operacional do Desmonte de Calcrio

Poos de caldas

2014

Trabalho de concluso do cursoapresentado Unidade curricular

TCC II (ICT 218) do Instituto deCincia e Tecnologia daUniversidade Federal de Alfenas,campus Poos de Caldas. rea deconcentrao: Lavra de minas.Orientador: Osvail Andr Quaglio;coorientador: Edmo da CunhaRodovalho.


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Dedico aos meus pais,amigos, familiares eamigos pelo estmulo paraa realizao do presentetrabalho.


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AGRADECIMENTOS

Ao professor coorientador, Edmo da Cunha Rodovalho, pelo suporte e auxlio para

realizao do presente trabalho.

Ao professor e orientador Osvail Andr Quaglio pelo auxlio na execuo dessa

pesquisa.

Ao empreendimento mineiro que me permitiu a realizao das anlises, alm de me

disponibilizarem os dados.

Ao supervisor de minerao Eder Tiago pelo auxilio e boa vontade em me fornecerinformaes relativos ao processo de lavra de calcrio.


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RESUMO

Jazidas minerais so formadas por rochas competentes e friveis. A escavao de rocha

competente por meio das tcnicas convencionais realizada atravs das seguintes operaes

subsequentes: perfuraes no macio a distncias predeterminadas, introduo de explosivos

nos furos, detonao desse explosivo e remoo da rocha desmontada. A gerao de blocos

em tamanho superior ao especificado para a alimentao da britagem ocorre em funo da

ineficincia das operaes de desmonte com explosivos. Considerando que as paradas por

engaiolamento so frequentes e as mesmas prejudicam a performance da britagem, a reviso

de parmetros utilizados no desmonte com explosivos torna-se desejvel. Esta pesquisadescreve a prtica operacional de lavra de calcrio desde a perfurao at a britagem,

analisando operacionalmente duas diferentes configuraes de plano de fogo empregadas. Os

planos de fogos, os custos gerados pelo desmonte primrio e secundrio foram obtidos junto

empresa. O Plano de Fogo A possui uma malha de perfurao mais fechada, isto menores

afastamento e espaamento, quando comparado ao Plano de Fogo B. Essa situao promove o

aumento da razo de carga e do custo unitrio com o desmonte primrio. Com relao ao

custo com o desmonte secundrio, o Plano de Fogo A obteve um custo unitrio menor que ocusto unitrio do Plano de Fogo B. Tal situao representa que o primeiro esquema de plano

de fogo obteve melhor fragmentao em relao ao segundo. Mesmo que presente estudo no

considere os custos com carga, transporte e britagem, a bibliografia existente revela que esse

conjunto de custos possui uma maior influncia nos custos totais do processo produtivo, em

comparao aos custos com perfurao e desmonte. Dentre as configuraes analisadas, o

Plano de Fogo A o que mais indicado para uma possvel reduo de custos dos processos de

lavra e beneficiamento integrados.Palavras-chave: plano de fogo, desmonte primrio, desmonte secundrio, fragmentao, custo

unitrio.


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ABSTRACT

Mineral deposits are formed by competent and friable rocks. The competent rock excavation

by conventional techniques is undertaken through subsequent operations: drilling in mass at

predetermined distances, introduction of explosives into the holes, this explosive detonation

and removal of blasted rock. The generation of blocks higher than specified for the supply of

crushing size occurs due to the inefficiency of the blasting operations with explosives.

Considering that the charts for caging are frequent and they adversely affect the performance

of crushing, review of parameters used in blasting becomes desirable. This research describes

the operational practice of mining of limestone from drilling to crushing, operationallyanalyzing two different configurations of blasting plan employed. The fire plans, the costs

generated by the primary and secondary blasting were obtained from the company. The Blast

Plan A has a more closed mesh drilling, i.e. smaller burden and spacing, compared to the

Blast Plan B. This situation promotes the increase of the load and the unit cost with the

primary disassemble. Regarding the unit cost with the secondary blasting the Blast Plan A got

one less than the unit cost with the plan B. This situation is the first scheme of fire plan got

better fragmentation compared to the second. Even though this study did not consider the costof loading, transportation and crushing the existing literature reveals that this set of costs has a

greater influence on the total costs of the production process, compared to the cost of drill and

blast. Among the analyzed configurations, the Blast Plan A is the most indicated for a

possible cost reduction of the processes of mining and processing integrated.

Key words: fire plan, primary blasting, secondary blasting, fragmentation, unit cost.


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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1-VISO GERAL DA MINA S.V.. .................................................................................. 25

FIGURA 2-PERFURATRIZ ROTOPERCURSIVA UTILIZADA NA LAVRA DE CALCRIO. ..................... 30

FIGURA 3-AMARRAO UTILIZANDO-SE SISTEMA LINHA SILENCIOSA. ..................................... 31

FIGURA 4-PRAA DE MATACOS. ................................................................................................ 32

FIGURA 5-RESULTADO DO DESMONTE UTILIZANDO O PLANO DE FOGO A. ................................ 34

FIGURA 6-RESULTADO DO DESMONTE UTILIZANDO O PLANO DE FOGO B. ................................ 36

FIGURA 7-CUSTO UNITRIO COM PERFURAO DE ACORDO COM O PLANO DE FOGO UTILIZADO.

........................................................................................................................................... 37FIGURA 8-RAZO DE CARGA EM FUNO DO PLANO DE FOGO. ................................................. 38

FIGURA 9-CUSTOS UNITRIOS COM EXPLOSIVO E ACESSRIOS CORRELACIONADOS COM O

PLANO DE FOGO. ................................................................................................................. 39

FIGURA 10-CUSTO UNITRIO COM O DESMONTE SECUNDRIO EM FUNO DO PLANO DE FOGO.

........................................................................................................................................... 40


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LISTA DE TABELAS

TABELA 1-CUSTOS UNITRIOS DE OPERAES DE COMPANHIAS CANADENSES. ........................ 23

TABELA 2-PLANO DE FOGO REFERENTE AO DESMONTE A(PLANO DE FOGO A). ....................... 33

TABELA 3-DADOS DE DESMONTE SECUNDRIO UTILIZANDO-SE O PLANO DE FOGO A. ............. 34

TABELA 4-PLANO DE FOGO REFERENTE AO DESMONTE B(PLANO DE FOGO B). ....................... 35

TABELA 5-DADOS DO DESMONTE SECUNDRIO APLICANDO-SE O PLANO DE FOGO B. .............. 36

TABELA 6-CUSTO UNITRIO COM PERFURAO CORRELACIONADO COM O PLANO DE FOGO. ... 37

TABELA 7-RAZO DE CARGA,CUSTO UNITRIO COM EXPLOSIVOS E ACESSRIOS EM FUNO DO

PLANO DE FOGO. ................................................................................................................. 38TABELA 8-CUSTO UNITRIO COM DESMONTE SECUNDRIO EM FUNO DO PLANO DE FOGO. .. 39


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Sumrio

1 Introduo ........................................................................................................................................ 13

2 Objetivos .......................................................................................................................................... 14

2.1 Objetivo geral.................................................................................................................. 14

2.2 Objetivos especficos........................................................................................................ 14

3 Reviso Bibliogrfica ....................................................................................................................... 15

3.1 Desmonte de rocha a cu aberto...................................................................................... 15

3.1.1 Bancadas .................................................................................................................... 15

3.1.2 Plano de fogo a cu aberto ......................................................................................... 15

3.1.2.1 Dimetro das perfuraes .................................................................................... 16

3.1.2.2 Altura da bancada ............................................................................................... 16

3.1.2.4 Espaamento (E) .................................................................................................. 18

3.1.2.5 Inclinao da face ................................................................................................ 18

3.1.2.6 Profundidade da Perfurao (Hf) .......................................................................... 18

3.1.2.8 Altura da carga de coluna (Hcc) ............................................................................ 193.1.2.9 Razo de Carregamento (RC) ................................................................................ 19

3.1.2.10 Tampo (T) ........................................................................................................ 20

3.1.3 Problemas Operacionais no Desmonte de Rocha a Cu Aberto ..................................... 20

3.2 Perfurao de rocha ......................................................................................................... 21

3.3 Fragmentao da rocha ................................................................................................... 21

3.4 Tipos de custo na minerao............................................................................................ 22

3.5 Calcrio e Dolomitos....................................................................................................... 23

3.5.1 Origem do calcrio e do dolomito.............................................................................. 23

3.5.2 Calcrios e dolomitos do Grupo Bambu ..................................................................... 24

3.5.3 Mina de calcrio e dolomito S. V. ................................................................................ 24

4 Materiais e mtodos ........................................................................................................................ 27

4.1 Levantamento de informaes sobre a lavra de calcrio.................................................. 27

4.2 Pesquisa da reviso bibliogrfica..................................................................................... 27

4.3 Anlise dos desmontes ..................................................................................................... 27

4.3.1 Obteno de planos de fogos e de custos com desmonte primrio .............................. 28

4.3.2 Levantamento de horas gastas no desmonte secundrio ............................................. 28


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5 Resultados e discusses .................................................................................................................... 29

5.1 Prtica Operacional - lavra de calcrio ...................................................................................... 29

5.1.1 Plano de fogo ............................................................................................................. 29

5.1.2 Perfurao ................................................................................................................. 29

5.1.3 Carregamento e amarrao dos furos ......................................................................... 30

5.1.4 Desmonte primrio .................................................................................................... 31

5.1.5 Desmonte secundrio ................................................................................................ 31

5.1.6 Carga e transporte ..................................................................................................... 32

5.1.7 Britagem primria ...................................................................................................... 32

5.2. Desmontes de calcrio analisados.................................................................................... 33

5.2.1. Desmonte A ............................................................................................................ 33

5.2.2. Desmonte B ............................................................................................................ 35

5.2.3. Custos unitrios com o desmonte de calcrio .............................................................. 36

5.2.3.1. Custos unitrios com perfurao .......................................................................... 37

5.2.3.2. Custos unitrios com explosivos e acessrios ...................................................... 38

5.2.3.3. Custos com desmonte secundrio....................................................................... 39

6. Concluses ........................................................................................................................................ 41


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1 Introduo

Jazidas minerais so massas individualizadas de substncias minerais ou fssil ,aflorando superfcie ou existente no interior da terra, que apresentam valor econmico

(CDIGO DE MINERAO, 1967). As jazidas minerais podem ser formadas por rochas

competentes e friveis. A escavao de rocha por meio das tcnicas convencionais realizada

atravs das seguintes operaes subsequentes: perfuraes no macio a distncias

predeterminadas, introduo de explosivos nos furos, detonao desse explosivo e remoo

da rocha desmontada. Todos os parmetros pertinentes detonao devem estar especificados

no chamado plano de fogo (RICARDO CATALANI, 2007).As perfuraes podem ser realizadas manualmente (marteletes pneumticos) ou

mecanicamente (perfuratrizes pneumticas ou hidrulicas). Aps a perfurao, os furos so

carregados com carga explosiva e amarrados com acessrios explosivos (cordis, linhas

siliciosas entre outros), seguido ao carregamento dos furos ocorre o desmonte propriamente

dito. O material desmontado ento carregado em unidades de transporte e levado at a

britagem primria, onde se inicia o processo de beneficiamento mineral.

A gerao de blocos em tamanho superior ao especificado para a alimentao da britagem

ocorre em funo da ineficincia das operaes de desmonte com explosivos. Considerando

que as paradas por engaiolamento so frequentes e as mesmas prejudicam a performance da

britagem, a reviso de parmetros utilizados no desmonte com explosivos torna-se desejvel.

Outro fator que torna relevante o estudo a possibilidade de melhoria das operaes

subsequentes. A britagem primria ao cominuir materiais dentro das espeficaes do

fabricante pode atingir maiores nveis de produtividade e maior desempenho econmico.


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2 Objetivos

2.1 Objetivo geral

Descrever a prtica operacional de lavra de calcrio desde a perfurao at a britagem,

analisando operacionalmente duas diferentes configuraes de plano de fogo empregadas.

2.2 Objetivos especficos

Verificar qual configurao de plano de fogo possui maior economicidade, em se

tratando do desmonte primrio e desmonte secundrio de calcrio no banco 695.

Verificar dentre as configuraes de plano de fogo analisadas, qual obteve melhores

resultados de fragmentao.

Analisar qual configurao de plano de fogo, dentre as analisadas, mais adequada para

o desmonte de calcrio no banco 695.


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3 Reviso Bibliogrfica

3.1 Desmonte de rocha a cu aberto

3.1.1 Bancadas

O desmonte de rocha cu aberto, para as mais diversas aplicaes (construo de

rodovias, explotao de mineraes, escavao para fundaes de barragens) executado

atravs de bancadas (RICARDO; CATALANI, 2007). Tais estruturas so formadas durante o

desmonte e compreendem a uma conformao do macio favorvel ao corte de fatias de rocha

em cada ciclo.

A bancada composta por trs superfcies distintas:

a) Berma de trabalho: na qual operam equipamentos de carga (escavadeiras, p

carregadeiras) e de transporte (caminhes);b) Face: superfcie vertical ou levemente inclinada deixada pelo desmonte das fatias de

rocha;

c) Berma superior: local onde opera equipamentos de perfurao.

Primeiramente o corte do macio era feito em uma nica bancada, quase sempre muito

alta, com o passar dos anos optou-se por bancadas sucessivas, sendo a praa da bancada

superior o topo da bancada inferior, de modo que no macio rochoso fica esculpida uma srie

de degraus.

3.1.2 Plano de fogo a cu aberto

Desde a dcada de 50, desenvolveu-se uma srie de equaes e mtodos para

determinao das variveis geomtricas do plano de fogo, tais como: afastamento,

espaamento, subfurao, altura da perfurao, tampo e etc. Essas equaes utilizam um ou


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vrios grupos de parmetros: dimetro da perfurao, caractersticas dos explosivos,

caractersticas dos macios rochosos entre outros (COSTA E SILVA, 2009).

Ainda de acordo com Costa e Silva (2009), em razo da grande heterogeneidade das

rochas, o clculo do plano de fogo deve-se pautar em um processo contnuo de ensaios e

anlises, constituindo o ajuste por tentativa.

3.1.2.1 Dimetro das perfuraes

A definio do dimetro da perfurao depende de vrios fatores: tamanho desejado

para os fragmentos, o tipo de explosivo a ser utilizado, da vibrao admissvel durante a

perfurao, da produo horria, do ritmo de escavao, da resistncia da rocha, etc (COSTA

E SILVA, 2009). Ricardo, Catalani (2007) relaciona a escolha do dimetro da perfurao

com o porte do equipamento disponvel para perfurao, carga e transporte, ressaltando que a

produo desses equipamentos deve ser aproximadamente a mesma. Tal relao essencial

para que no haja ociosidade e nem a necessidade de um grande nmero de unidades de um

determinado tipo de equipamento (perfuratrizes, por exemplo) para atingir a produo

adequada de um outro equipamento (escavadeiras, por exemplo).

3.1.2.2 Altura da bancada

Para obter-se xito na escavao de extrema importncia a escolha de uma altura

adequada para a bancada (RICARDO, CATALANI, 2007). Uma altura de bancada

comumente utilizada em grandes minas a cu aberto atualmente de 15 m, para minas de

menor porte esse valor pode atingir at 7,5 m. Em via de regra a altura do banco deve ser

combinada com o porte do equipamento de carga (HUSTRULID, KUCHTA; 2013)

Ainda segundo Costa e Silva (2009) a escolha da bancada feita considerando-se osseguintes aspectos tcnicos e econmicos:


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a) Condies de estabilidade da rocha que compe o macio e a segurana nas operaes

de escavao;

b) O volume de produo desejado, o qual determinar o tipo e o tamanho dos

equipamentos de perfurao, carregamento e transporte;

c) Maximizao da eficincia no custo total de perfurao e desmonte.

3.1.2.3 Afastamento

No desmonte de uma bancada executam-se perfuraes sucessivas. A menor distnciaentre duas linhas sucessivas de perfuraes ou a menor distncia entre uma perfurao e a

face livre da bancada denominada afastamento (RICARDO; CATALANI, 2007). o

parmetro geomtrico mais crtico do plano de fogo, sobretudo devido aos desvios sofridos

pelas perfuraes, tais desvios promovem um valor de afastamento no p da bancada maior ou

menor que o valor de afastamento no topo da bancada, implicando em uma distribuio

desigual de explosivos ao longo do macio rochoso, podendo gerar diversos problemas

operacionais tais como fragmentao grosseira, fragmentao extremamente fina, ultra-lanamento entre outros.

primordial determinar um afastamento adequado, de modo que se evite o afastamento

muito pequeno e excessivo. O afastamento muito pequeno implica no lanamento de rocha a

uma distncia considervel da face, na fragmentao excessivamente fina e na gerao de

elevados nveis de pulso de ar. J o afastamento em excesso pode promover: uma grande

emisso de gases dos furos (contribuindo para o ultralanamento da rocha e para um alto nvel

de onda area e vibrao do terreno), uma fragmentao extremamente grosseira e problemasno p da bancada. (COSTA e SILVA, 2009).


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3.1.2.4 Espaamento (E)

O espaamento nada mais do que a distncia existente entre duas perfuraes em

uma mesma fileira (HERRMANN, 1968). O espaamento nunca deve ser maior o

afastamento, caso contrrio o nmero de mataces ser excessivo (COSTA E SILVA, 2009).

3.1.2.5 Inclinao da face

De acordo com Souza Ricardo (2007) adotar uma inclinao da face de uma bancada

conduz a vantagens e desvantagens. Dentre as vantagens pode-se citar:

a) Face da bancada torna-se mais segura, um talude inclinado mais seguro

geotecnicamente do que um talude vertical.

b) Economia com explosivos, reduzindo o consumo por metro quadrado;

c) Reduo de sobrefurao no p da bancada

Com relao s desvantagens, tem-se:

a) Maiores chances de ocorrerem desvios a direo desejada para a perfurao;

b) Requer-se um cuidado maior com relao ao embocamento do furo o que implica em

perda de produo;

3.1.2.6 Profundidade da Perfurao (Hf)

A profundidade da perfurao o comprimento total perfurado, no a altura da

bancada, pois se recomenda a execuo de uma subfurao: perfurar alm do plano da praa

da bancada a fim de se evitar o aparecimento de estruturas denominadas reps. Um rep

nada mais do que uma superfcie irregular inclinada que dificulta a explorao de bancadassucessivas (RICARDO;CATALANI, 2007).


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3.1.2.7 Altura da carga de fundo (Hcf)

ACarga de fundotrata-se de uma maior concentrao de explosivo necessria na parte

inferior da perfurao, onde a rocha mais presa (RICARDO; CATALANI, 2007). Alguns

autores sugerem que a altura da carga de fundo deve ser um valor entre 30 a 40 % do carga

de explosivos, entretanto h uma tendncia em reduzi-la, dependendo dos resultados dos

desmontes, a fim de reduzir custos com explosivos (COSTA E SILVA, 2009).

3.1.2.8 Altura da carga de coluna (Hcc)

A carga de coluna a carga de explosivo situada imediatamente acima da carga de

fundo, no necessita ser to concentrada como a carga de fundo, uma vez que a rocha no

to presa quanto rocha no fundo da perfurao (COSTA E SILVA, 2009). A concentrao

da carga de coluna de 40 50 % da concentrao da carga de fundo. Em determinados

casos se faz necessria introduo de espaadores (material inerte) entre as cargas

explosivas para se atinja a extenso da carga de coluna (RICARDO; CATALANI, 2007). A

altura da carga de coluna calculada pela equao 1.

(1)

Onde:

Hce: a altura da carga de explosivos;

Hcf: a altura da carga de fundo;

3.1.2.9 Razo de Carregamento (RC)

A razo de carregamento a quantidade de explosivos necessria pra o desmonte de 1m3de rocha ou 1 tonelada de minrio (HERRMANN, 1968).


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3.1.2.10 Tampo (T)

Consiste na parte superior da perfurao, no carregada com explosivo, mas

preenchida com material inerte tal como areia seca, p de pedra, argila (RICARDO;

CATALANI, 2007). O tampo possui a funo de confinar os gases gerados no momento do

desmonte. O adequado confinamento de gases de extrema importncia, pois garante o

funcionamento eficaz do explosivo alm de controlar a sobrepresso atmosfrica.

3.1.3 Problemas operacionais no desmonte de rocha a cu aberto

Nas operaes de desmonte de rocha alguns problemas operacionais podem ocorrer, tais

como: resultados de fragmentao inadequados, ultra lanamento, excesso de vibrao. Tais

problemas esto possivelmente relacionados aos seguintes fatores:

a) Malha de perfurao inadequada: cada furo tem uma regio de influncia para

detonao da rocha, se houver um afastamento e um espaamento inadequado haver um

comprometimento do resultado do desmonte;

b) Desvio da perfurao: ocasionados principalmente devido aos erros de emboque, erro

de falta de alinhamento do equipamento de perfurao e ao erro de deflexo, que a tendncia

da coluna de fletir-se no interior do furo.

c) Presena de gua na perfurao: gerada pela interseco dos furos com o lenol

fretico. Isso requer a utilizao de explosivos do tipo emulso encartuchada ou bombeada,

uma vez que explosivos a granulados no possuem resistncia gua. Os explosivos

encartuchados ou emulses geram uma expanso gasosa de maior energia, porm seus custos

so maiores quando comparado aos explosivos granulados (ANFO).


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3.2 Perfurao de rocha

A perfurao de rocha extremamente importante no sucesso do desmonte de rochacom explosivos. Uma perfurao incorreta no macio pode acarretar uma srie de problemas,

tais como fragmentao deficiente, excesso de vibraes, excesso de rudos, ultralanamento

e etc (QUAGLIO, 2003).

Durante a perfurao ocorrem normalmente desvios, dependentes das caractersticas

da rocha, do equipamento utilizado, e dos cuidados no decorrer da operao (CASTRO e

PARAS, 1986 apud QUAGLIO 2003).

Segundo Quaglio (2003) posio final do fundo de um furo, ser funo de trs parcelas:a) O erro de emboque: devido falta de ateno do operador da perfuratriz, sua

inexperincia ou ainda a dificuldade de ajuste do equipamento de perfurao.

b) O erro relacionado falta de alinhamento: influenciado pela estrutura da rocha

possivelmente est presente;

c) O erro de deflexo: ocorre devido tendncia da coluna de perfurao fletir no interior

do furo. A flexo pode se originar de falta de rigidez da coluna quando o dimetro da

coroa bem maior do que o dimetro das hastes empregadas.

3.3 Fragmentao da rocha

Devido a preocupaes com custos energticos, uma maior ateno dada a

otimizao do sistema de fragmentao mina-usina. No passado e ainda hoje, subsistemas defragmentao muitas vezes so tratados separadamente, tendo como nica semelhana a

britagem primria. A energia elemento fundamental em todos os aspectos da minerao,

sobretudo com relao fragmentao. A energia requerida para reduo de tamanho muito

dependente do tamanho que se encontra a partcula. J na dcada de 60, levantava-se a

questo se a aplicao de explosivo adicional no desmonte (energia qumica) poderia resultar

em uma maior reduo de energia nas fases posteriores de fragmentao (HUSTRULID et al

2013). Apesar dos custos com desmonte primrio ser reduzido quando se gera uma

fragmentao grosseira, em uma pobre fragmentao conduz para as seguintes situaes

(CLERICI et al. 1974 apud SECCATORE et al 2011):


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a) Aumento do desmonte secundrio;

b) Diminuio da taxa de enchimento da caamba de carga;

c) Aumento da dificuldade no transporte;

d) Aumento do consumo de energia na britagem e na moagem;

e) Aumento de vibraes e rudos na vizinhana;

f) Situao de insegurana e desgaste dos equipamentos no momento de manuseio do

material grosseiro;

g) Baixas performances na britagem e na moagem;

Atualmente, as mineradoras esto dando maior ateno as possveis compensaes e

consideraes sobre o sistema de fragmentao mina-usina esto sendo includas nas

avaliaes de projeto bsico de desmonte. Nesse contexto, tanto engenheiros de minas quanto

empresas de minerao devem ter um slido conhecimento da teoria e da prtica dos

desmontes, independentemente se o projeto e sua implementao realizado pela mineradora

ou por empresa terceirizada (HUSTRULID et al 2013).

3.4 Tipos de custo na minerao

H um nmero de diferentes tipos de custos que so includos na operao de uma

minerao (PFLEIDER; WEATON, 1968 apud HUSTRULID et al 2006). Tais custos podem

ser relatados de diferentes maneiras. Dentre as categorias de custos, pode-se dividir em:

a) Custo de capital;b) Custo geral e administrativo.c) Custo de operao;

O custo de capital e o custo geral e administrativo podem ser traduzidos nas seguintes

categorias: Custo de propriedade, custos gerais e administrativos e custo de produo. J o

custo de operao inclui os custos com as seguintes operaes unitrias: perfurao,

desmonte, carga, transporte, manuteno das vias de acesso, remoo de capeamento e etc.


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Na Tabela 1 so apresentados custos unitrios, referentes a todas as operaes unitrias

envolvidas em um empreendimento mineiro, exemplificando os custos de mineraes em

operao no Canad (HUSTRULID et al 2006).

Tabela 1- Custos unitrios de operaes de companhias canadenses.

Custo unitrio

Willians Operating CorpBHP Minerals Canada Ltda,

Island Copper

$/t % $/t %

Remoo de

capeamento 0,07 3,06

Perfurao 0,33 13,70 0,04 4,19

Desmonte 0,22 9,13 0,09 9,22

Carga 0,31 12,90 0,35 36,16

Transporte 0,35 14,83 0,00 0,00

Britagem 0,74 31,17 0,18 18,55

Bombeamento 0,02 2,10

Manuteno 0,04 4,61

Energia 0,14 5,70 0,00 0,00

Outros 0,23 9,51 0,24 25,16Total 2,39 100,00 0,95 100,00

Fonte: HUSTRULID (2006, p. 107).

3.5 Calcrio e Dolomitos

3.5.1 Origem do calcrio e do dolomito

Processos de sedimentao de calcrios e dolomitos so provenientes principalmente de

processos qumicos bioqumicos em ambiente marinho de guas rasas. Outros fatores com pH

e temperatura da gua tambm influenciam na gnese de carbonatos (WILSON,1986).


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3.5.2 Calcrios e dolomitos do Grupo Bambu

Segundo Dardene (1978 apud BRANDO, 1997), formaes calcrias e dolomticas do

Grupo Bambu esto relacionadas a uma sequncia de argila e carbonatos que constitui o

subgrupo Paraopeba.

Tal sequncia est relacionada a uma cobertura plataformal depositada em ambiente

marinho sublitorneo a litorneo, durante o Proterozico Superior (ciclo Brasiliano). Suas

camadas so horizontais e com metamorfismo incipiente ao longo do Rio So Francisco. Na

poro oeste dessa sequncia, em Gois e ao longo da serra do Espinhao em Minas Gerais,

as estruturas geolgicas se apresentam dobradas ou falhadas (BRANDO,1997).

3.5.3 Mina de calcrio e dolomito S. V.

A Mina S. V., visualizada na Figura 1, est localizada no distrito Fazenda Bocaina na

cidade de Arcos MG, pertence a uma empresa multinacional do ramo de fabricao de

cimentos parte de sua produo destinada a essa companhia para fabricao de cimentos e a

outra parte destinada uma outra empresa que atua no setor de corretivos agrcolas e pedra

britada (construo civil ou fabricao de cal ). Possui uma reserva estimada em 180 milhes

de toneladas. Sua produo no anual em 2012, segundo dados internos da empresa

aproximadamente 1 milho de toneladas.


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25

Figura 1- Viso geral da Mina S. V.

Fonte: empreendimento mineiro.

Estruturalmente a mina dividida em bancos nomeados de acordo com cotas em relao

ao nvel do mar e constituda pela seguinte tipologia mineral:

a) Calcrio calctico: encontrado entre os bancos 670 e 740, em cinco bancos.

utilizado na fabricao de cimento desde que atenda a um teor mnimo de 54% de CaO e ateores mximo de 4 % SiO2 e 1,5 % de MgO. O teor mdio de CaO, encontrado nos bancos

de calcrio calctico de 55 %.

b) Calcrio magnesiano: minrio de transio entre calcrio calctico e o dolomito,

encontrado entre os bancos 740 e 765, em trs bancos. Esse tipo de calcrio possui um teor de

MgO entre 3 a 10%, considerado baixo para corretivo agrcola ( 12% de MgO), logo sua

aplicao consiste na blendagem com dolomito que possui elevados teores de MgO.

c) Dolomito: encontrado entre os bancos 765 e 787, em dois bancos. Possui teores deMgO entre 16 a 19 %. utilizado na produo de pedra para Calcinao (fabricao de cal

virgem e hidratada) e em blendagens com calcrio magnesiano para produo de corretivo

agrcola e suprimento para rao animal.

d) Calcrio silicoso: encontrado entre os bancos 787 e 812. Esse calcrio apresenta alto

teor de slica impossibilitando seu uso na fabricao de cimento. Tem aplicabilidade na

produo de pedra britada para construo civil e na indstria de corretivo agrcola, pelo fato

possuir um alto teor de MgO. Para o processo de corretivo agrcola, esse minrio possui o

inconveniente de ocasionar maior desgaste nos moinhos de martelos, pelo alto teor de slica

presente.


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26

Em minas de calcrio e dolomito verifica-se uma ntida diferena na elaborao do

plano de fogo, isso devido as diferentes litologias presentes. A diferena de composio

mineralgica implica em diferenas operacionais do desmonte.


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27

4 Materiais e mtodos

4.1 Levantamento de informaes sobre a lavra de calcrio.

Informaes a respeito das operaes unitrias que envolve a lavra de calcrio foram

obtidas no perodo de realizao do estgio supervisionado do autor desse trabalho, por meio

de relatos dos supervisores e operrios do empreendimento mineiro analisado.

4.2 Pesquisa da reviso bibliogrfica

Realizou-se uma reviso bibliogrfica a respeito da escavao de rocha atravs do

desmonte por meio de explosivos.

4.3 Anlise dos desmontes

A empresa responsvel pela lavra de calcrio, mediante as frequentes ocorrncias de

engaiolamento do britador primrio, optou pela alterao do plano de fogo utilizado nos

desmontes do banco 695. A malha de perfurao 3 m de afastamento por 5 m espaamento

foi modificada para uma malha de 2,5 m de afastamento por 3,5 m de espaamento; odimetro de perfurao foi reduzido de 3,5 para 3 e a altura da carga de explosivo foi

reduzida de 13,8 m para 13,4 m.

A nova configurao de plano de fogo foi aplicada em trs desmontes teste, entretanto

mediante a anlise restrita do custo com desmonte primrio a empresa decidiu pelo retorno do

plano de fogo que era utilizado anteriormente.

Devido ausncia de oportunidade em analisar o desmonte do plano de fogo

usualmente aplicado pelo empreendimento em um perodo anterior a sua alterao,primeiramente analisou-se um dos desmontes oriundo do plano de fogo teste, que no presente


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estudo ser denominado Plano de Fogo A. Somente aps a deciso da empresa em voltar a

implementar o plano de fogo habitual que foi feita a anlise do mesmo, que nessa

pesquisa ser chamado Plano de Fogo B.

4.3.1 Obteno de planos de fogos e de custos com desmonte primrio

Os dados dos desmontes analisados, incluindo os parmetros do plano de fogo e custos

gerados pelo desmonte primrio, incluindo perfurao e explosivos, foram obtidos juntamenteao banco de dados da empresa.

4.3.2 Levantamento de horas gastas no desmonte secundrio

O custo com o desmonte secundrio dado pelas horas trabalhadas pelo rompedor

hidrulico. O levantamento das horas se faz diretamente por meio da visualizao do

hormetro presente no conjunto escavadeira- rompedor. O custo horrio do equipamento foi

fornecido pelo empreendimento e o valor ajustado para o ano de 2014.


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29

5 Resultados e discusses

5.1 Prtica Operacional - lavra de calcrio

5.1.1 Plano de fogo

O plano de fogo utilizado no desmonte de rocha na Mina S. V. varia conforme a

litologia de minrio a ser lavrado. Os planos de fogos so elaborados levando em

considerao questes tcnicas do macio rochoso (resistncia da rocha, presena de gua nos

bancos), condies climticas.

5.1.2 Perfurao

O tipo da malha de perfurao empregada a estagiada, que consiste em furos

distanciados de maneira estagiada, tal malha conhecida popularmente como malha p de

galinha. O equipamento utilizado na perfurao do macio uma perfuratriz pneumtica

sobre trator, da marca WOLF (figura 2). O empreendimento possui 2 unidades desse

equipamento. Em todos os bancos da mina pode haver desvios nas perfuraes, quepossivelmente esto relacionados ao erro de emboque, erro pela falta de alinhamento ou ainda

erro de efeito da tenso do peso da coluna perfurao.No entanto para certificar se h desvios

de perfurao presentes, deve ser feito um estudo mais detalhado utilizando tecnologias como

o sistema integrado Laser Profile/ Boretrak.


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30

Figura 2-Perfuratriz pneumtica utilizada na lavra de calcrio.

Fonte: elaborao prpria.

5.1.3 Carregamento e amarrao dos furos

O carregamento dos furos com explosivos realizado manualmente, pelos chamados

cabo de fogo e sob superviso do blaster responsvel. subdividido da seguinte maneira:

a) Carga de fundo: o carregamento realizado com emulses encartuchadas, o nmero

varivel de acordo com a presena de gua nos furos.

b) Carga de coluna: o carregamento feito com explosivos granulares, a granel (ANFO

LEVE).c) Tampo: preenchido com brita fina (p de pedra), utilizando o material que faz a

forragem da praa de trabalho.

A amarrao entre os furos carregados com explosivos se d utilizando-se os seguintes

acessrios: linha silenciosa- brinel de coluna de 250 milissegundos, brinel de ligao de 25

,42 milissegundos e o estopim . O esquema de amarrao pode ser demonstrado na figura 3.


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31

Figura 3- Amarrao utilizando-se sistema linha silenciosa.


5.1.4 Desmonte primrio

Aps o carregamento e amarrao das perfuraes com explosivo, ocorre o desmonteprimrio da rocha. Os desmontes executados pela empresa so do tipo ignio no eltrica.

So executados conforme a necessidade de produo do empreendimento.

5.1.5 Desmonte secundrio

Realiza-se o desmonte secundrio em fragmentos rochosos provenientes do desmonte

primrio com dimenses superiores a abertura do britador primrio, conhecidos popularmente

como mataces. Para que haja a operao unitria do desmonte secundrio deve-se

previamente separar os mataces nas chamadas praas de mataces (figura 4), esse

procedimento realizado utilizando-se p carregadeira ou escavadeira. Com os matacos

separados inicia-se o desmonte secundrio, tal operao realizada utilizando-se umrompedor hidrulico acoplado a uma escavadeira hidrulica.


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Figura 4- Praa de mataces.


5.1.6 Carga e transporte

Seguindo o desmonte de rocha, o material carregado em unidades de transporte e

enviado a britagem primria. A carga se d pela utilizao de p carregadeira

CATERPILLAR 966, com capacidade de caamba de 3,4 m3. O transporte realizado por

caminhes basculantes traados IVECO TRAKKER, com capacidade de carga de 30 t.

5.1.7 Britagem primria

A britagem primria executada por um britador de impacto HAZMAG, com abertura

de alimentao de 1m x 1,20 m e capacidade nominal de 300 t/h. Aps a britagem o material

enviado por uma correia transportadora de 1800 m de extenso at a planta de

beneficiamento.


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5.2. Desmontes de calcrio analisados

Foram analisados dois desmontes aplicando-se diferentes configuraes de plano defogo, no banco 695. A seguir so demonstrados os planos de fogos e dados operacionais do

desmonte secundrio de cada desmonte avaliado.

5.2.1. Desmonte A

Foi executado no dia 16 de maio de 2014, s 17h15min. Os dados de plano de fogo

esto presentes na Tabela 2. O resultado de fragmentao desse desmonte verificado na

Figura 5.

Tabela 2- Plano de fogo referente ao desmonte A (Plano de Fogo A).

Plano de Fogo A

Calcrio Calctico- Banco 695

Densidade da rocha 2,50 t/m

Volume detonado "in situ" 7.875,00 m

Tonelagem desmontada 19687,50 t

Dimetro da Perfurao 3,00"

Afastamento 2,50 m

Espaamento 3,50 m

Malha 8,75m

Altura da bancada 15,0 m

Profundidade do furo 15,0 m

Subfurao 0,00

Tampo 1,60 m

Nmero de furos 60,00

Nmero de linhas 3,00

Metros Perfurados 900,0 m

Altura da carga de fundo 5,50 m

Altura da carga de coluna 7,90 m

Altura da carga de explosivo 13,40m

Razo de carga 195,56 g/tFonte: empreendimento mineiro.


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Figura 5-Resultado do desmonte utilizando o Plano de Fogo A.


Os dados relativos ao desmonte secundrio gerado pela utilizao do Plano de Fogo A

so apresentados na Tabela 3.

Tabela 3- Dados de desmonte secundrio utilizando-se o Plano de Fogo A.

Desmonte secundrio (Plano de Fogo A)

Equipamento utilizado Rompedor Hidrulico (1800 kg)- Escavadeira hidrulicaCATEPILLAR 320 DL

Horas trabalhadas 12,78

Custo Horrio R$ 195,50



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35

5.2.2. Desmonte B

Realizou-se no dia 13 de junho de 2013, s 17h15min. Os dados de plano de fogo

relacionados esto presentes na Tabela 4. O resultado de fragmentao desse desmonte

verificado na Figura 6.

Tabela 4- Plano de fogo referente ao desmonte B (Plano de Fogo B).

Plano de Fogo B

Calcrio Calctico- Banco 695

Densidade da rocha 2,50 t/m

Volume detonado "in situ" 16.875,00 m

Tonelagem desmontada 42187,50 ton

Dimetro da Perfurao 3,50"

Afastamento 3,00 m

Espaamento 5,00 m

Malha 15,00m

Altura da bancada 15,00 m

Profundidade do furo 15,00 m

Subfurao 0,00

Tampo 1,20 m

Nmero de furos 75,00

Nmero de linhas 3,00

Metros Perfurados 1125,00 m

Altura da carga de fundo 2,40 m

Altura da carga de coluna 11,40 m

Altura da carga de explosivo 13,80m

Razo de carga 138,67 g/tFonte: empreendimento mineiro.


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36

Figura 6- Resultado do desmonte utilizando o Plano de Fogo B.


Os dados relativos ao desmonte secundrio gerado pela utilizao do Plano de Fogo B

so apresentados na Tabela 5.

Tabela 5- Dados do desmonte secundrio aplicando-se o Plano de Fogo B.

Desmonte secundrio (Plano de Fogo B)

Equipamento utilizado Rompedor Hidrulico (1800 kg)- Escavadeira hidrulicaCATEPILLAR 320 DL

Horas trabalhadas 37,5

Custo Horrio R$ 195,50


5.2.3. Custos unitrios com o desmonte de calcrio

Com os dados de razo de carga e custos gerados pelas duas configuraes de plano de

fogo analisadas, elaborou-se grficos comparativos de custos unitrios em cada operao

unitria envolvida no desmonte de calcrio.


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37

5.2.3.1. Custos unitrios com perfurao

Na Tabela 6 esto correlacionados custos com perfurao e a configurao de plano de

fogo utilizada. No custo com a perfurao esto includos custos com combustvel,

lubrificantes, graxas, manuteno, acessrios da perfuratriz e mo de obra.

Tabela 6- Custo Unitrio com perfurao correlacionado com o plano de fogo.

Plano de fogo empregado Custo com perfurao (R$/t)

Plano de fogo A 0,59Plano de fogo B 0,32


Figura 7- Custo unitrio com perfurao de acordo com o plano de fogo utilizado.


O custo unitrio de perfurao resultante da utilizao do Plano de Fogo A superior ao

custo unitrio de perfurao gerado pelo emprego do Plano de Fogo B. Tal situao ocorre

pelo fato que o Plano de Fogo A possui uma malha de perfurao mais fechada, isto

menores afastamento e espaamento, quando comparado ao Plano de Fogo B.

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

Plano de fogo A Plano de fogo B

Custo com perfurao

custo com perfurao

Plano de fogoempregado

R$/to


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38

5.2.3.2. Custos unitrios com explosivos e acessrios

Na tabela 7 esto discriminados a razo de carga e custos com explosivos e acessrios

em funo da configurao de plano de fogo adotada. Cabe ressaltar que nos custos com a

carga explosiva e seus acessrios esto includos os custos com o transporte e com a mo

utilizada no carregamento dos furos.

Tabela 7- Razo de carga, custo unitrio com explosivos e acessrios em funo do plano de fogo.

Plano de fogo empregado Razo de carga (g/t)Custo com explosivos e

acessrios (R$/t)Plano de fogo A 195,56 0,72Plano de fogo B 138,67 0,46


Figura 8- Razo de carga em funo do plano de fogo.


Uma maior razo de carga verificada pela utilizao do Plano de Fogo A, assim como

o custo de perfurao, tambm se explica pelo fato que essa configurao possui uma malha

com menores valores de afastamento e espaamento em relao ao Plano de Fogo B.

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00


Razo de carga

Razo de carga


g/t


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39

Figura 9- Custo unitrio com explosivo e acessrios correlacionado com o plano de fogo.


Como constatado no grfico anterior (figura 8), o Plano de Fogo A apresenta uma maior

razo de carga em comparao com a razo de carga proveniente do Plano de Fogo B. Como

a razo de carga trata-se do consumo de explosivos por tonelada, esse parmetro exerce

influncia no custo unitrio (R$/t) com explosivos e seus acessrios, j que esse ltimo um

produto complementar ao primeiro. Tal situao demonstrada na figura 9.

.

5.2.3.3. Custos com desmonte secundrio

Dados relativos ao custo unitrio com desmonte secundrio so apresentados naTabela 8. O custo com desmonte secundrio inclui: capital do equipamento, mo de obra,

combustvel, manuteno do rompedor e da escavadeira.

Tabela 8 - Custo unitrio com desmonte secundrio em funo do plano de fogo.

Plano de fogo empregadoCusto com desmonte

secundrio (R$/t)

Plano de fogo A 0,13

Plano de fogo B 0,17Fonte: empreendimento mineiro.

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80


Custos com explosivos e acessrios

Custos com explosivos e

acessrios


R$/t


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40

Figura 10- Custo unitrio com o desmonte secundrio em funo do plano de fogo.


Conforme verificado no grfico acima, o custo com o desmonte secundrio utilizando-

se o Plano de Fogo B superior ao custo com o desmonte secundrio resultante do emprego

do Plano de Fogo A. Essa situao representa que houve um melhor resultado defragmentao no desmonte que se aplicou o Plano de Fogo A. No entanto a diferena entre os

custos do desmonte secundrio para as duas configuraes no foi to elevada, R$0,04/ton.

Isso pode ser explicado pelo fato que a execuo dos dois desmontes se deu em condies

climticas distintas: o desmonte realizado utilizando o Plano de Fogo A foi executado em um

perodo ps-chuva, o que provavelmente gerou uma quantidade de matacos superior

quantidade que seria gerada em boas condies de tempo. Em perodos de precipitao o nvel

de gua presente permanentemente na regio inferior do banco se eleva prejudicando aindamais a fragmentao.

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18


Custo com desmonte secundrio

Custo com

desmonte

secundrio

R$/t



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41

6 Concluses

Em um primeiro momento, analisando-se apenas o desmonte primrio verifica-seque a configurao de Plano de Fogo B gerou um custo unitrio menor em relao ao Plano

de Fogo A, verifica-se uma diferena de R$ 0,26/t . Entretanto quando se compara os custos

com o desmonte secundrio, o Plano de Fogo A obteve um custo unitrio menor que o do

Plano de Fogo B. Tal situao representa que o primeiro esquema de plano de fogo obteve

melhor fragmentao em relao ao segundo. O desmonte secundrio executado quando a

fragmentao do desmonte deficiente.

Apesar do presente estudo no ter considerado os custos com carga, transporte ebritagem, a bibliografia existente revela que esse conjunto de custos possui uma maior

influncia nos custos totais do processo produtivo, em comparao aos custos com perfurao

e desmonte, haja visto os exemplos presentes na Tabela 1. Nesse contexto a possibilidade de

aumentar a razo de carga, consequentemente aumentar o custo com o desmonte primrio,

para se atingir uma reduo dos custos com carga, transporte e britagem, desejvel. Diante

disso, dentre as configuraes analisadas, o Plano de Fogo A o que mais indicado para uma

possvel reduo de custos dos processos de lavra e beneficiamento integrados.


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REFERNCIAS

BRANDO, W.; SCHOBBENHAUS, C. Geologia dos calcrios e dolomitos. In:

SCHOBBENHAUS, C; QUEIROZ, E. T.; COELHO E. S. Principais Depsitos Minerais

do Brasil. Braslia: DNPM/CRPM. 1997. Cap 30, p. 373-385.

RICARDO, H. S.; CATALANI, G. Manual prtico de escavao: terraplanagem e

escavao de rocha. 3. ed. So Paulo: Pini, 2007. 653 p.

HERRMANN, C. Manual de Perfurao de Rocha. 2. ed. So Paulo: Polgono, 1972. 416

p.

HUSTRULID, W.; KUCHTA. Open pit mine:planning & design. 2. ed. Rotterdam: A.A. Balkema, 2006. 734 p.

HUSTRULID, W.; KUCHTA, M.; MARTIN, R. Open pit mine:planning & design. 3.

ed. Leiden, The Netherlands: CRC Press, 2013. 1004 p.

COSTA E SILVA, V. CURSO DE MIN 210 - OPERAES MINEIRAS. Ouro Preto:

Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas UFOP, 2009.

QUAGLIO, O. A. Otimizao da perfurao e da segurana nos desmontes dos agregados

atravs do sistema laser profile e boretrak. 2003. 152f. Dissertao (Mestrado em lavra de

minas)- Escola de Minas, UFOP, Ouro Preto, 2003.


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Documents

Análise Operacional Do Desmonte de Calcário - Francisco Pedrosa