Mineradoras de superfície ajudam a mineração de carvão a economizar mais

Já faz algum tempo que os operadores de minas vêm usando as mineradoras de superfície como alternativa aos métodos de mineração de carvão convencionais “rip-and-stack” (escarificar e empilhar) ou “drill-and-blast” (perfurar e explodir). Diversos estudos e testes mostram que as mineradoras de superfície oferecem vantagens significativas em termos de eficiência econômica e produto final.

As principais vantagens da tecnologia de mineração de superfície da Wirtgen incluem:

  • Mineração seletiva
  • Ausência de explosões
  • Corte, trituração e carregamento numa só operação
  • Exploracão máxima das jazidas
  • Custos reduzidos no transporte

A Wirtgen oferece mineradoras de superfície em várias classes de desempenho, para a mineração seletiva de commodities como carvão, calcário, bauxita, gesso, sal e fosfato. Além da mineração, essas máquinas também realizam operações de roteamento para a construção de rodovias e trilhos ferroviários, reabilitação de estradas e instalação de pisos de túneis. O escopo de aplicações inclui também a perfuração precisa de valas e canais, bem como nivelamento de superfície.

Utilizar mineradoras de superfície da Wirtgen no processo de mineração reduz significativamente os requisitos de equipamento, mão-de-obra e tempo, bem como os volumes de sobrecarga. Elas têm uma influência decisiva na eficiência de custos do processo global.

Utilizar mineradoras de superfície da Wirtgen no processo de mineração reduz significativamente os requisitos de equipamento, mão-de-obra e tempo, bem como os volumes de sobrecarga. Elas têm uma influência decisiva na eficiência de custos do processo global.

Em cooperação com a Universidade RWTH de Aachen, a Wirtgen realizou um estudo numa mina de carvão preto em Queensland, Austrália.

Estudo de caso

A mineradora de superfície 4200 SM foi integrada numa operação em andamento para mineração seletiva de carvão e interburden. Metas definidas previamente foram checadas regularmente, para determinar o cumprimento delas. A ficha de resultados do projeto (Figura 1) ilustra as vantagens da utilização de mineradoras de superfície nessa mina.

A mineradora de superfície 4200 SM da Wirtgen pontua alto em produtividade, segurança, granulometria-alvo e, especialmente, eficiência de custos.

A mineradora de superfície 4200 SM da Wirtgen pontua alto em produtividade, segurança, granulometria-alvo e, especialmente, eficiência de custos.

As taxas de produção da mineradora de superfície foram comparadas às do método de escarificação e empilhamento, utilizado anteriormente, por um período de quatro meses, com base em diversos indicadores de desempenho. O sistema de mineração tradicional consiste em dois tratores superdimensionados, para escarificar e empilhar o material, e uma pá-carregadeira gigante com rodas para carregar o material em caminhões basculantes com carga útil entre 130 e 190 t.

Melhor HSE

Em comparação com as três máquinas de mineração utilizadas anteriormente, a utilização de uma mineradora de superfície reduziu significativamente as emissões de ruídos.

A mineração utilizando a 4200 SM também possui efeito positivo sobre as emissões de poeira. Ao contrário do que ocorre com tratores e pás-carregadeiras, que geram uma quantidade considerável de poeira e afetam o ambiente de trabalho, a poeira produzida pela mineradora de superfície fica contida na carcaça do tambor fresador. Um sistema de supressão de poeira, que consiste num sistema integrado de pulverização de água, também ajuda a reduzir e aglomerar a poeira.

Uma análise dos dois métodos de mineração também demonstrou que o consumo de combustível é 79% menor – assim como as emissões de CO2, consequentemente – nas mineradoras de superfície, em comparação com o método tradicional (figura 2). A utilização de menos máquinas possui um efeito positivo adicional na gestão de riscos, uma vez que um menor número de máquinas significa um risco reduzido de acidentes na mina.

A análise dos dados comparativos indica que a utilização da mineradora de superfície 4200 SM da Wirtgen reduz em 79% o consumo de combustível.

A análise dos dados comparativos indica que a utilização da mineradora de superfície 4200 SM da Wirtgen reduz em 79% o consumo de combustível.

A cabine antivibração da mineradora de superfície oferece melhor ergonomia e condições de trabalho otimizadas para o operador da máquina. As vibrações produzidas pela 4200 SM foram classificadas como “baixas” de acordo com a norma australiana AS 2670-2001, enquanto os sistemas convencionais receberam classificações mais elevadas.

Custos de processamento reduzidos devido à redução das finos

Os veios de carvão geralmente apresentam espessuras variáveis e são separados de camadas conhecidas como interburden (figura 3). Uma separação precisa dos diversos materiais é de tremenda importância para minerar o carvão com a maior eficiência econômica possível, uma vez que reduz significativamente os custos de processamento. Outro fator central na determinação do custo é a porcentagem de finos, pois o processamento deles é bem mais dispendioso que o de material grosso.

Para este estudo, um total de 100 amostras (de 30 t cada) foram analisadas durante a operação da mineradora de superfície, para determinar a distribuição de tamanhos de partícula. Essas amostras foram comparadas a amostras similares, retiradas de equipamento de mineração convencional em campos de mineração idênticos. O trabalho com mineradoras de superfície revelou vantagens significativas em comparação com o sistema de mineração convencional, com a produção de 14% a menos de finos com granulometria inferior a 2 mm. O teor de finos a processar foi 22% menor com granulometria inferior a 1 mm e 36% menor com granulometria inferior a 0,5 mm. Outras economias foram obtidas devido redução significativa de partículas superdimensionadas. Por exemplo: apenas 17% do material minerado pelas mineradoras de superfície teve de ser triturado, em contraste aos 26% no caso dos tratores.

As mineradoras de superfície da Wirtgen extraem recursos em operação seletiva, obtendo graus elevados de pureza e maximizando a exploração das jazidas

As mineradoras de superfície da Wirtgen extraem recursos em operação seletiva, obtendo graus elevados de pureza e maximizando a exploração das jazidas

O depósito analisado no estudo contém intrusões de siderite, particularmente no limite entre o veio e o interburden (figura 3). No processo convencional, isso frequentemente resultou em dificuldades, uma vez que as intrusões de siderite são extremamente duras e difíceis de minerar. Como consequência, os tratores frequentemente produziam blocos de siderite superdimensionados, causando bloqueios no triturador. Isso não ocorre na mineração utilizando mineradora de superfície.

Além disso, o trabalho com mineradora de superfície reduziu as perdas nas minas de carvão e a diluição do carvão na mina. Isso resulta em mais produto e, consequentemente, maior faturamento e melhor exploração do depósito, levando a uma melhor taxa de retirada.

Três tarefas numa só operação

As mineradoras de superfície da Wirtgen cortam, trituram e carregam o material em caminhões ou caminhões basculantes numa só operação. Isso poupa tempo e custos adicionais relacionados à aquisição de máquinas e combustível. O trabalho com a 4200 SM na mina australiana resultou numa redução de 79% no consumo de combustível por metro cúbico de material minerado. Os custos de mão-de-obra foram reduzidos em 60% e os custos de unidade de mineração por tonelada em 60%, em comparação com o método de mineração convencional.

Utilizando sistemas de transporte estáveis, as mineradoras de superfície da Wirtgen carregam o material diretamente em caminhões ou caminhões basculantes numa só operação. O material também pode ser depositado em leiras entre as esteiras ou colocado ao lado da máquina.

Utilizando sistemas de transporte estáveis, as mineradoras de superfície da Wirtgen carregam o material diretamente em caminhões ou caminhões basculantes numa só operação. O material também pode ser depositado em leiras entre as esteiras ou colocado ao lado da máquina.

A ficha de resultados mostrou claramente que, levando em consideração toda a cadeia de processos, os operadores de mina obtêm uma tremenda economia de custos ao utilizar uma mineradora de superfície. Esses resultados não estão relacionados apenas à maior facilidade de processamento. O número reduzido de máquinas de mineração e a menor quantidade de mão-de-obra descritos acima, bem como a eliminação de custos adicionais para transporte e processamento de rejeitos de rocha, também contribuem significativamente para os bons resultados gerais obtidos pela mineradora de superfície.

O estudo realizado não incluiu todos os benefícios obtidos através do uso de mineradoras de superfície. Abaixo estão descritos alguns benefícios adicionais.

Evitar explosões é evitar perigo

Com as mineradoras de superfície, pode-se eliminar perfurações e explosões. Ou seja, mesmo minerais que se encontrem próximos a áreas residenciais, estradas públicas ou outros tipos de infraestrutura podem ser minerados de forma eficiente. Também é possível minerar recursos localizados em zonas neutras ou de segurança.

Na maioria dos casos, o planejamento e execução de trabalho de explosão está associado a esforços consideráveis, custos elevados e restrições regulatórias. De fato, a eliminação das perfurações e explosões acaba com diversos desafios enfrentados pelos responsáveis. Os operadores não precisam gastar tempo para obter as licenças exigidas, contratar profissionais certificados para as explosões ou reunir a documentação específica. Além disso, eliminar as explosões e perfurações possui um impacto extremamente positivo sobre a opinião pública, o que significa que as operações de mineração a céu aberto podem prosseguir sem causar atritos na comunidade.

A seguir estão algumas vantagens adicionais obtidas da eliminação das perfurações e explosões:

  • aumento da segurança na mina, uma vez que não é necessário armazenar explosivos
  • não é necessário o manuseio de blocos de rocha
  • menor impacto sobre o meio ambiente (vibração, poeira e ruído)
  • sem interrupções para explosão (atrasos de produção)
  • maior estabilidade de encostas
  • redução nas quedas de rochas
  • melhor recultivo de taludes

O uso de mineradoras de superfície também possui efeito positivo sobre a gestão de água em minas a céu aberto. As superfícies de corte são niveladas e podem ser cortadas num ângulo determinado. Há melhorias na drenagem e, como resultado, a infiltração de água no solo é reduzida.

A mina australiana possui até 27 veios de carvão, finos em sua maioria, o que significa que é ideal para as mineradoras de superfície da Wirtgen.

A mina australiana possui até 27 veios de carvão, finos em sua maioria, o que significa que é ideal para as mineradoras de superfície da Wirtgen.

Transporte: mais toneladas por hora

O maior fator de custo na mineração a céu aberto é o transporte. A mineração com mineradoras de superfície da Wirtgen produz superfícies niveladas que servem como vias estáveis, contribuindo para o transporte rápido de material. Isso aumenta a capacidade de transporte de toda a frota de caminhões. Até mesmo o desgaste dos pneus, do quadro e da suspensão é reduzido, graças à qualidade das vias, possibilitando até mesmo o uso de caminhões comuns.

Mineradora de superfície melhoram a qualidade e a eficiência de custos

Nos últimos anos, a Wirtgen realizou diversos testes de campo em larga escala sobre distribuição de tamanho de partícula e degradação de material ROM. Nesses testes, carvão e minério sedimentar de oito poços diferentes foram analisados para determinar a distribuição de tamanho de partícula. Cerca de 8.000 toneladas de material foram analisadas para comparar o material produzido por mineradoras de superfície com o extraído através de métodos de mineração convencionais.

Todos os estudos demonstraram que a utilização de mineradoras de superfície da Wirtgen resulta em melhorias consideráveis na qualidade do produto final, eficiência de custo, proteção ambiental e segurança. Para explorar completamente o potencial lucrativo das mineradoras de superfície, deve ser realizada uma análise ao iniciar o planejamento de um projeto de mineração.

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