1

PROSPECÇÃO E EXPLORAÇÃO

2

Existe diferença entre os termos exploração e prospecção???

Quais são os objetivos?

Exploração regional?

3

4

Prospecção convencional Logística Escala de exploração Imagens de satélite e fotografias aéreas Mapeamento geológico de campo Poços e trincheiras Sondagens Análises de laboratório

MÉTODOS DE EXPLORAÇÃO GEOLÓGICA

5

Introdução

Geofísica regional◦ Sensoriamento remoto◦ Gravimetria◦ Magnetometria◦ Radiometria

Prospecção Geofísica

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Métodos superficiais◦ Gravimetria◦ Magnetometria◦ Métodos elétricos◦ Sísmica

Métodos de sub-superfície e em furos de sondagem◦ Gravimetria◦ Elétricos◦ Perfilagem geofísica

Geofísica de detalhe

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Procedimentos Impactos da geologia de mina nas

operações mineiras Objetivos da geologia de mina

◦ Pré-produção◦ Ciclo de vida da mina

Estágio inicial Estágio maduro Estágio senil

Geologia de Mina

8

Dados necessários Equipamentos recomendados Simbologia Log de furos de sondagem Log geofísico

◦ Potencial espontâneo◦ Gama natural◦ Densidade (gama-gama)◦ Velocidade sônica◦ Resistividade

Mapa geológico

Dados Geológicos

9

10

11

Métodos de sondagens e equipamentos◦ Sondagem roto-percussiva◦ Sondagem rotativa◦ Sondagem com coroas diamantadas◦ Outros métodos

Parâmetros de sondagens Amostras volumétricas Controle de teores Outros métodos de amostragem Preparação de amostras Métodos de análise

Amostragem

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Modelagem Geológica Metodologia para a modelagem Propósitos do modelo geológico Representação dos dados geológicos

Interpretação Geológica, Modelagem e Representação

13

Metodologia para estimativa de recursos Dados geológicos e interpretação Interpretação geológica Composição de amostras Estatística básica e distribuição de teores Distribuição de teores Modelos de variograma

Estimativa de recursos e reservas

14

Métodos geométricos Métodos das médias móveis Inverso do quadrado das distâncias Krigagem Diluição e perdas de lavra Seleção do método de estimativa

Estimativa de recursos

Entre os métodos tradicionais, os mais empregados são os geométricos com áreas de influência e de isolinhas.

Os principais métodos geométricos são:

• blocos regulares e irregulares;

• poligonal;

• seções transversais e paralelas;

• vizinho mais próximo (nearest neighbor);

• triangulação.

Método da poligonal

Método das seções

Método das seções paralelasO método das seções paralelas consiste em, a partir de furos de sondagens, desenhar perfis e encontrar o teor médio ponderado da variável de interesse na área correspondente. Com base nessa área de influência, pode-se encontrar um volume “aproximado” do corpo de minério.

Método das seções paralelas

Para encontrar o teor médio da seção, encontra-se o teor médio ponderado do furo. Feito isso, define-se a área de influência desse furo, assumindo como seu teor o valor encontrado anteriormente.O teor da seção, será a ponderação dos teores de todas partes que o compõe.

Mapa de localização dos furos

A imagem abaixo é uma vista em planta dos furos de sondagens

Seções

Seções

Seção 1, contendo

três furos de

sondagens, conforme

figura ao lado.

Furo DH4271 DH4270 DH2832

  1.26 2.31 11.6

  0.98 0.49 0

  2.87 0.42 1.05

  0.61 0 1.75

  0.74 0 2.03

  1.13 0 1.54

  0.44 0.68 1.12

  0.84 0.52 1.05

  1.46 1.52 2.94

  1.01 1.45 4.97

  1.04 1.43 0.49

  0.73 0.93 1.08

  0.28 0.98  

  1.67 1.33  

  1.05 1.32  

  0.99 0.72  

  0.54 1.19  

  0.42 1.28  

  0.54    

Média 0.98 0.92 2.47

Para encontrar o teor médio

de cada furo, faz-se a leitura

do valor de cada intervalo de

amostra e encontra-se o teor

médio. Nesse caso não houve

necessidade de ponderação,

pois todos os intervalos

possuiam o mesmo tamanho

(2 m).

Seções

Após isso, foi

desenhado uma

linha envoltória do

que seria uma

interpretação

geológica da seção.

Seções

Em seguida, foram

definidos os limites

de influência de

cada furo no interior

da envoltória

geológica.

Criação da cava

Após criar as envoltórias, deve ser feito um desenho do que seria um modelo simplificado de cava, levando em consideração apenas o ângulo de talude global, conforme figura ao lado.

CavaA figura abaixo representa o que seria a cava final.

Cava

Com o perfil concluído, deve-se encontrar a relação

estéril/minério para cada seção.

Estéril

Minério

Volume

Ao final do procedimento, deve-se

projetar a área encontrada no perfil

a uma determinada distância,

encontrando assim o volume do

corpo de minério e o estéril da cava

final. O valor da projeção deve ser

equivalente a metade da distância

entre 2 seções.

Nearest neighbor

Triangulação

Os métodos de isolinhas requerem a construção de curvas de isovalores através de uma interpolação realizada de modo contínuo entre pontos sucessivos.

Com tal procedimento, há a possibilidade de serem mostrados os contrastes entre os pontos altos e baixos do atributo, nos locais onde existe densidade de dados.

De posse do mapa, pode-se calcular o volume pelo somatório das áreas entre duas isópacas multiplicadas pelas espessuras médias destas isópacas.

Interpolação no Surfer

• Surfer é um programa de geração de grid (malhas) e mapas;

• Programa de interpolação em 2D;

• Utiliza três tipos de arquivos: *.dat, *.grd e *.srf.

Pontos localizados nos cruzamentos das linhas do grid

Definição baseado na geometria dos dados

Geometria do Grid

Algoritmo de interpolação atribuindo pesos para as amostras (weighted average interpolation algorithms)

Pesos entre 0,0 e 1,0, sendo que o somatório dos pesos deve ser 1,0

Quanto mais perto do nó do grid, maior seu peso

Interpolação

N

1iiijj ZwG

Métodos diferentes geram valores diferentes em um nó do grid

Seleção do método através da opção Data no menu Grid

Resultados diferentes

Resultados diferentes…

Interpoladores exatos honram o valor da amostra

Quando a posição coincide com o nó do grid

Peso (w) = 1.0

Kriging, nearest neighbor, triangulation

Interpolador exato e suavizador

Wij=1

As curvas de isovalores são desenhadas de forma suave

Reduz o efeito da variabilidade em pequenas escalas entre dados vizinhos

Interpolador exato e suavizador…

Como o Surfer deve procurar os dados (amostras) para a interpolação

Quatro tipos: all data, simple, quadrant, octant Tipo quadrante e octante evitam clusters na interpolação Search rules and ellipse especificam a quantidade e

distância ao redor do ponto a ser interpolado

Opções de busca

Pontos não interpolados podem significar dados insuficientes

Podem indicar número mínimo elevado ou raio de busca pequeno

Raio de busca, normalmente, deve ter a mesma direção e tamanho da elipse de anisotropia

Busca…….

Anisotropia indica a direção de maior e menor similitude entre os dados de uma variável

Serão atribuídos pesos maiores para os dados na direção de maior continuidade espacial

Anisotropia

MÉTODO DO IQD – Inverso do quadrado da distância

Fundamenta-se na premissa de que os ponderadores para estimativa de um teor de um ponto ou bloco obedecem a uma lei de proporcionalidade, ou seja, o inverso do quadrado da distância entre eles.

Nesse método é dado maior peso às amostras mais próximas do local da estimativa.

MÉTODOS CLÁSSICOS

Sendo:t1 o teor a uma distância d1 de um bloco,

t2 o teor a uma distância d2 do mesmo bloco,

t3 o teor a uma distância d3 do mesmo bloco,

...tn o teor a uma distância dn do mesmo bloco,

O teor do bloco (tb) vale:

IQD

2n

23

22

21

2n

n23

322

221

1

b

d

1...

d

1

d

1

d

1d

1t...

d

1t

d

1t

d

1t

t

Outras possibilidades:

Ponderar pelo inverso da distância.

Limitar seu alcance até um valor arbitrário da área de influência.

IQD

IQD O inverso do quadrado da distância é um bom estimador

para ser utilizado na estimativa de reservas?

Estimativa de recursos e reservas

GEOESTATÍSTICA Pode ser entendida como as ferramentas e técnicas

matemáticas utilizadas no estudo de variáveis regionalizadas (VR).

VR: função que varia de um lugar a outro no espaço, com certa aparência de continuidade, i.e., variáveis cujos valores são relacionados de algum modo com a posição espacial que ocupam.

EXEMPLOS: teor do minério, espessura de uma camada, densidade.

GEOESTATÍSTICA

GEOESTATÍSTICA George Matheron (1957-1962), cujo trabalho foi

bastante influenciado pela Escola Sul-Africana é um dos precursores: Krige e Sichel (1947-1960): identificaram um fenômeno

regionalizado nos reefs de ouro nas minas do Rand. Buscava-se melhorar a estimativa de teores de Au sem ter que executar novas sondagens.

Wijs (1952-1953): trabalhos estatísticos sobre jazidas de U.

GEOESTATÍSTICA Matheron criou a formulação matemática dos princípios

geoestatísticos: KRIGAGEM: processo básico de estimativa em

Geoestatística. 1962: publicou um tratado sobre a teoria das variáveis

regionalizadas (“Traité de Geoestatistique Appliquée”).

OBJETIVOS Tentar extrair dos dados disponíveis (aparentemente

desordenados), uma imagem da VARIABILIDADE dos mesmos, ou seja, uma medida de correlação entre eles, que se consegue através do VARIOGRAMA.

Medir a precisão de toda estimativa, sendo para isto necessária uma teoria de estimativa de reservas:

KRIGAGEM

Ferramenta matemática que permite estudar a dispersão natural das variáveis regionalizadas.

Representa o grau de continuidade da mineralização.

Mede a variação ou discrepância entre pares de valores separados por uma distância h.

VARIOGRAMA

VARIOGRAMA

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

5 10 15 20

Distancia

Fu

nç

ão

Ga

ma

Variograma ajustado

Variograma experimental

VARIOGRAMA: 2g(h)

OBSERVADO (experimental)

VERDADEIRO (real do depósito, desconhecido) TEÓRICO (referência, ajustado)

SEMI-VARIOGRAMA: g(h)

Objetivo: comparar com a variância estatística.

2)h(n

1iii )hz(X)z(X

)h(n

1)h(2

A estimativa (h), para as amostras separadas de: h = a

h = 2a

VARIOGRAMA

4

1i

2ii )az(X)z(X

4

1)a(2

3

1i

2ii )a2z(X)z(X

3

1)a2(2

FENÔMENO ALEATÓRIO

PURO (VARIÁVEIS

INDEPENDENTES)

VARIOGRAMA

h

EFEITO DEPOSIÇÃO DASAMOSTRAS (VARIÁVEIS

REGIONALIZADAS)

VARIOGRAMA

h

A partir de uma certa distância, as amostras não têm mais influência umas sobre as outras (range ou alcance).

Variância total (C + Co) = patamar. Efeito pepita (Co) = variações locais (minerais distribuição

errática).

efeito pepita

VARIOGRAMA PARA UM DEPÓSITO DE OURO

VARIOGRAMA

KRIGAGEM Método que fornece o melhor estimador linear dos

blocos. Conhecida como “BLUE” (Best Linear Unibiased

Estimator). Sistema de equações que permite calcular o valor de

cada um dos ponderadores de tal forma que a variância de estimativa seja mínima e a soma dos ponderadores seja igual a 1.

KRIGAGEM

n

1ii 1mínima2

E

Supondo que se tenha o seguinte bloco a ser estimado:

KRIGAGEM

O teor do bloco estimado por Krigagem seria:

)x(T)x(T)x(T)x(T)x(T)x(T)x(T 6655443322110

Ou seja:

KRIGAGEM

Onde i são os coeficientes de ponderação associados com os furos xi.

n

1iii0 )x(T)x(T

)x(T...)x(T)x(T)x(T nn22110

SISTEMA DE KRIGAGEM

KRIGAGEM

γ1,1 γ1,2 γ1,3 γ1,4 ... γ1,n 1 λ1 γ1,0

γ2,1 γ2,2 γ2,3 γ2,4 ... γ2,n 1 λ2 γ2,0

γ3,1 γ3,2 γ3,3 γ3,4 ... γ3,n 1 λ3 γ3,0=. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .

γn,1 γn,2 γn,3 γn,4 ... γn,n 1 λn γn,0

1 1 1 1 ... 1 0 μ 1

γ1,1 γ1,2 γ1,3 γ1,4 ... γ1,n 1 λ γ

γ γ γ γ ... γ 1 λ γ

γ γ γ γ ... γ 1 λ γ=. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . .

γ γ γ γ ... γ 1 λ γ1 1 1 1 ... 1 0 μ 1

IQD

IQD X KRIGAGEM

d1

d2

T(x1)

T(x2)

T(x0)

γ0,1

γ0,2

)x(T8,0)x(T2,0

25

1

50

1

)x(T25

1)x(T

50

1

)x(T 21

22

2212

0

Krigagem

IQD X KRIGAGEM

d1

d2

T(x1)

T(x2)

T(x0)

γ0,1

γ0,2

)x(T724,0)x(T276,0)x(T 210

IQD

Krigagem

IQD X KRIGAGEM

d1

d2

29,3%

1,5%

T(x0)

γ0,1

γ0,2

%06,7)x(T 0

%17,9)x(T 0

TC = 8%

Sistemas de classificação de recursos e reservas

· Principais critérios de classificação confiança geológica e viabilidade econômica;

· Como o erro associado à estimativa deve ser calculado?

· Códigos não prescritivos duas classes de métodos: (i) tradicionais ou clássicos e (ii) com abordagem geoestatística.

Métodos

· Métodos tradicionais: continuidade geológica, densidade amostral, interpolação versus extrapolação, teor de corte, tecnológicos, qualidade dos dados, geométricos, isolinhas, área de influência;

· Métodos geoestatísticos: alcance do variograma, variância de krigagem, índice de confiabilidade de recursos, simulação condicional.

Histórico

Primeiros sistemas de classificação.

Outorga do atual Código de Mineração.

Primeira versão do Código JORC.

Primeiro código da ONU (UN-ECE).

Escândalo Bre-X.Segundo encontro CMMI (Denver).

Primeiro encontro CMMI (África do Sul).

Proposta de alteração do sistema brasileiro.Criação do grupo das Nações Unidas.

Propostas de transformação dos padrões em normas de certificação ISO.

Ratificação do acordo para trabalho conjunto CMMI/UN-ECE.

Unificação códigos CMMI e UN-ECE (Genebra).

década de 30 1967 1988

1992 1994 1996 1997

1998 1999 2000

Histórico

Normas para classificação e inventário de carvão, pelo Código JORC.

Sistema brasileiro · 1992, “Bases Técnicas de Um Sistema de Quantificação do Patrimônio Mineral Brasileiro” IBRAM, SBG, FAEMI, APROMIN sem divulgação e/ou implementação;

· Maioria das empresas carboníferas brasileiras estimativa por isolinhas e categorização subjetiva pela área de influência.

FREITAS, J.C.F. 1985. Métodos clássicos de cálculos de reserva e geoestatística. In: Métodos e Técnicas de Pesquisa Mineral, cap. 7, págs. 293-355, DNPM, Brasília.

GUERRA, P.A.G. 1988. Métodos geoestatísticos. In: Geoestatística Operacional, cap. 4, págs. 49-134, DNPM, Brasília.

MARANHÃO, R.J.L. 1982. Avaliação de reservas e prospecção em profundidade. In: Introdução à Pesquisa Mineral, cap. 2.3, págs. 329-402, BNB/ETENE, Fortaleza.

Referências bibliográficas