Segundo o Código Brasileiro de Mineração a lavra é o conjunto de operações coordenadas que têm como objetivo o aproveitamento industrial de jazida, desde a extração de substâncias minerais úteis até o seu beneficiamento. Esse processo é classificado em dois grandes grupos: lavra subterrânea e lavra a céu aberto. Isso porque os dois grupos possuem diferentes técnicas de explotação do minério, chamadas de métodos de lavra.
Os grupos e seus métodos de lavra
Lavra a céu aberto
Neste grupo, ocorre a extração de material em uma escavação na superfície. Sendo indicada para rochas e minerais que estão em depósitos superficiais, com estrutura, mergulho, espessura e forma favoráveis. Normalmente, a espessura de estéril (mineral ou rocha que não possui valor econômico e recobre o minério) é relativamente pequena ou tem estrutura geológica que prejudica a abertura de túneis.
Acesso ao minério
O acesso ao minério nessas minas é feito por decapeamento, onde é feita a remoção e o transporte do solo superficial, por conseguinte é feita a remoção do solo de alteração.
Principais minerais e substâncias
Os principais minerais extraídos por lavra a céu aberto são: Feldspato, Caulim, Talco, Quartzo, Argilas, Mica, Esmeralda, Turmalina, Diamante, Esmeralda, Brita, Ouro, Areia e Cascalho.
Principais métodos de lavra
Bancadas
São feitas camadas horizontais na superfície. Sendo assim, o estéril retirado é depositado em pilhas próximas da cava. As bancadas são formadas por taludes, com tamanhos calculados de acordo com a proporção de material útil e inútil. Contudo, quanto maior o talude, mais suave deve ser o ângulo, para evitar instabilidade.
Tiras
O estéril retirado é depositado em cortes que foram feitos em outras etapas da lavra. Dessa forma, é mais adotado para produção em grande escala, por ser mais barato e com alta produtividade. Consequentemente, é muito utilizado para explotação de fosfato, carvão e xisto betuminoso.
Pedreiras
É mais utilizado para rochas e minerais utilizados na construção civil. Além disso, são pouco profundas e o estéril é precisa ser tratado antes de ser guardado.
Vantagens e desvantagens da mina a céu aberto
As vantagens desse tipo de mina são:
- Utilização de equipamentos de grande porte, aumentando a produção;
- Facilidades de observações e supervisão dos serviços;
- O escoamento, a iluminação e a higiene são facilitados.
Em contrapartida, as desvantagens são:
- Imobilização de grandes áreas superficiais com a lavra do minério e com a construção de depósitos de estéreis e barragens de rejeitos;
- O clima e o tempo do local influenciam na operação;
- O impacto ambiental e os gastos com a recuperação são maiores.
Mina Casa de Pedra, da CSN, que explota ferro, em Minas Gerais. Foto: Ramon Lisboa/EM/DA Press
Lavra subterrânea
Por outro lado, neste grupo, a extração de material ocorrer no interior do terreno. Sendo indicada para rochas e minerais que estão em depósitos mais profundos. Nessa situação, a relação estéril-minério é grande, fazendo com que seja economicamente enviável explotar a céu aberto. Além disso, existem situações em que a legislação impõe a lavra subterrânea.
Outrossim, para ocorrer bem e com segurança, a mina subterrânea precisa de operações auxiliares as da lavra, que são: ventilação; escoramento de teto; energia elétrica; sinalização de emergência; bombeamento e drenagem de água; controle de ruídos; manutenção da mina; comunicação; e suprimentos.
Acesso ao minério
Nessas minas, o acesso ao minério é feito por meio poços verticais feitos a partir da superfície, os chamados shafts. Por eles passam pessoas, equipamentos, suprimentos e o próprio minério. A partir dos shafts também são feitas galerias, que são escavações horizontais para explotar o minério, também chamadas de drifts.
Ademais, existem as rampas, que são galerias de baixa declividade e curvilíneas, para trafego de veículos. Os slopes, que são galerias de baixa declividade para a passagem de correias transportadoras e a chaminé, uma abertura vertical para passagem de material, ventilação e que também serve como rota de fuga. A chaminé, normalmente, não vai até a superfície.
Principais minerais e substâncias
Os principais minerais e substâncias extraídos por lavra subterrânea são: Feldspato, Quartzo, Mica, Turmalina, Esmeralda e Ouro.
Principais métodos de lavra
Os métodos de lavra subterrânea podem ser divididos em 3 grupos, de acordo com a forma de abertura de poços, túneis e galerias nas rochas encaixantes:
Realce auto-portantes
Esse método exige elevada continuidade e homogeneidade da qualidade do material. Outrossim, as operações nesse método são simples e há alta produtividade. Dentro dele temos os métodos de:
- Câmaras e pilares: método mecanizado em que a espessura da camada de material permite operações de equipamentos;
- Subníveis: método com perfurações descendentes, ascendentes ou radiais. É muito empregado no Brasil;
- Recuo por crateras verticais (Vertical Crater Retreat – VCR): método que tem como objetivo fazer a recuperação de pilares, sempre no sentindo descendente, que aumenta as recuperações na lavra.
Suporte das encaixantes
Esse método possui produtividade menor, porque os desmontes são menores e precisão ocorrer operações conjugadas. Além disso, há uma dificuldade na operação do minério tanto no recalque quanto no enchimento. Dentro dele temos os métodos de:
- Recalque: método menos mecanizado, pois depende da relação entre as dimensões dos equipamentos de perfuração e a espessura e inclinação da camada para que essa permita a operação dos equipamentos;
- Corte e enchimento: método que aceita variações na continuidade e homogeneidade da qualidade do material. O enchimento do local onde foi retirado o minério pode utilizar o estéril, chamado de enchimento mecânico, utilizando ou não cimento. Além disso, é possível utilizar o rejeito do beneficiamento, chamado de enchimento hidráulico, também utilizando ou não cimento.
Abatimento
Esse método desenvolve-se utilizando a gravidade e os níveis de pressão situados acima do bloco de minério. Eventualmente existe uma perturbação pro meio de desmonte com explosivos ou da retirada do terreno da parte inferior ao corpo mineralizado, induzindo a instabilidade controlada, que causa o desprendimento do minério. Dentro dele temos os métodos de:
- Subníveis (sublevel caving): método de perfuração ascendente, no qual o teto vai sendo abatido de acordo com o encerramento da extração de material nas galerias;
- Blocos (block caving): método em que massas, painéis ou blocos de minério são solapados para induzir o abatimento, permitindo que o minério fragmentado seja escoado a baixo. Nele, tanto o minério quanto a encaixante são abatidos;
- Longwall: método aplicado para camadas relativamente horizontais, depósitos tabulares no qual um longo corredor de arranque é estabelecido e avança através de cortes paralelos à face, auxiliado pelo caimento completo do teto ou paredes laterais atrás dele.
Vantagens e desvantagens da mina subterrânea
As vantagens desse tipo de mina são:
- Menor gasto com recuperação do local;
- O clima e o tempo do local não influenciam na produção;
- Não há necessidade de grandes movimentações de estéril.
Em contrapartida, as desvantagens são:
- A probabilidade de ocorrer acidentes é maior;
- O investimento na infraestrutura é maior;
- Há um maior gasto de energia elétrica;
- Há limitação no tamanho/dimensionamento das galerias, aumentando as dificuldades operacionais;
- Mão de obra mais especializada para operação de equipamentos.
Operações de Lavra
São processos feitos com o intuito de extrair o minério do local em que ele está, até ser levado para o beneficiamento. Essas operações são:
Perfuração
Utiliza-se maquinas de perfuração para furar o minério. Ela pode ser feita por método pneumático ou hidráulico. Com isso, todos os parâmetros da perfuração devem ser previamente calculados.
Desmonte
Utiliza-se explosivos com o fim de fragmentar o minério (em rochas duras). Os furos feitos na perfuração são preenchidos ou carregados com os explosivos e depois são feitas detonações sincronizadas. Ademais, esse desmonte pode ser mecânico ou hidráulico.
Transporte
Após a fragmentação, o minério é colocado em caminhões, vagonetas ou outro meio de transporte, para ser levado para pilhas de deposição e/ou para as instalações de tratamento de minério.
Como saber qual método de lavra é melhor?
Os fatores que podem influenciar a escolha dos grupos de lavra devem ser analisados na etapa de planejamento e uma boa escolha garante o sucesso do empreendimento. Alguns deles são:
- relação estéril-minério;
- segurança;
- viabilidade econômica;
- critérios geológico, social, geográfico e ambiental;
- condições de segurança;
- estabilidade da mina;
- recuperação do minério;
- estrutura geológica;
- produtividade máxima.
Com o andamento do empreendimento, a mina a céu aberto pode se tornar inviável, mesmo que ainda haja minério a ser explotado. Por consequência a uma grande profundidade atingida pela cava, a restrições ambientais, angulação da cava, etc. Sendo assim, uma solução para esse problema seria fazer uma transição para a mineração subterrânea. Entretanto, o projeto é mais caro, já que as atividades abaixo da superfície demandam mais equipamentos, maior cuidado com a segurança e um conhecimento maior. Ademais, é possível lavrar com métodos a céu aberto e subterrâneos ao mesmo tempo, tudo depende do material que será lavrado e das condições do projeto.
O mesmo mineral pode ser explotado pelos métodos que falaremos abaixo, tudo depende das condições ditas acima.
A regulamentação da lavra no Brasil
A regulamentação da mineração no Brasil é feita pela Agência Nacional de Mineração, ANM, que é responsável pela pesquisa, exploração, explotação, comércio e uso sustentável dos recursos minerais. No código de mineração há um capítulo todo dedicado a lavra, que pode ser lido aqui.
A ANM regula a lavra através das Normas Regulamentadoras de Mineração (NRM). Para as minas a céu aberto existem duas: NRM-02 – Lavra a céu aberto, que indica os princípios que deve ser seguidos para a atividade, além das definições de bancadas e taludes; e a NRM-19 – Disposição de estéril, rejeitos e produtos, que indica as definições e o modo de deposição do estéril, do rejeito e do produto da explotação. Todas essas disposições podem ser lidas neste arquivo do antigo DNPM.
Já para as minas subterrâneas existe a NRM-04 – Aberturas subterrâneas, que trata da execução, das aberturas e dos critérios de desmonte de rocha. Todas essas disposições podem ser lidas neste arquivo do antigo DNPM.
Autora: Mariana Bernardes
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