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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS
Roberto Quadros Menin
ENG05599 – Relatório de Estágio Supervisionado
Porto Alegre, 2012
Relatório apresentado como pré-requisito para obtenção de grau no Curso de Engenharia de Minas na Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Prof. Dr. André Jablonski
Roberto Quadros Menin
ENG05599 – Relatório de Estágio Supervisionado
Porto Alegre, 2012
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS
ROBERTO QUADROS MENIN
Relatório de Estágio Supervisionado
Este Relatório foi julgado adequado para obtenção da aprovação na disciplina
ENG05599 - Estágio Supervisionado IV do curso de Engenharia de Minas da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Prof. André Jablonski
Orientador
Prof. Paulo Salvadoretti
Coordenador do Curso
Porto Alegre
2012
RESUMO
Durante o mês de agosto de 2010 foi realizado um estágio na mina de Candiota da
Companhia Riograndense de Mineração pelo aluno Roberto Quadros Menin, da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, com graduação em Engenharia de Minas.
O estágio foi supervisionado pelo Engenheiro de Minas André Ribeiro. As atividades
previstas pelo supervisor e realizadas pelos estagiário foram: medição do ciclo de uma
escavadeira, medição do ciclo de um caminhão de carvão e cinzas, medição do ciclo da
detonação e cálculo da produção de uma escavadeira e de um caminhão. Estas
atividades e seus resultados estão descritos abaixo.
SUMÁRIO
RESUMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2 EMPRESA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2.1 Historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2.2 Locais de Exploração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.1 Mina de Candiota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.2 Mina do Iruí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2.3 Mina do Leão I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2.4 Mina do Leão II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.3 Política Ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3.1 Passivos Ambientais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.4 Informações Gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3 GEOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1 Geologia Regional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.2 Geologia Local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2.1 Litologias Gondwânicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2.1.1 Grupo Tubarão, Subgrupo Itararé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
3.2.2.2 Grupo Tubarão, Subgrupo Guatá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
3.2.2.3 Grupo Passo Dois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2.2 Litologias Pós-Gondwânicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
3.2.2.1 Quaternário Holoceno Aluvial/Coluvionar . . . . . . . . . . . . . . 13
3.3 Geologia da Mina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
4 DESENVOLVIMENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
4.1 Ciclo da Escavadeira. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2 Ciclo dos Caminhões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
4.3 Cálculo de Produtividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
4.4 Ciclo da Detonação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
4.5 Ciclo dos Caminhões de Cinza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
5 CONCLUSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
6 REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
ANEXOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
1 INTRODUÇÃO
O presente relatório de estágio é elaborado no âmbito da disciplina Estágio
Supervisionado IV, com vista à conclusão do Curso de Engenharia de Minas da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. O estágio desenvolveu-se na Companhia
RioGrandense de Mineração. Este estágio foi uma oportunidade de entrar em contacto
com o mercado de trabalho, de forma a complementar e aperfeiçoar as competências
sócio-profissionais através de uma ligação entre o conteúdo praticado dentro da
Universidade e a realidade. Refiro, também, que o relatório de estágio destina-se não só
a descrever as atividades desenvolvidas ao longo do estágio mas também a apresentar
um enquadramento do trabalho realizado com todo o conhecimento adquirido durante a
graduação.
2 EMPRESA
2.1 História
Em 1947 foi criado o Departamento Autônomo de Carvão Mineral (DACM),
visando a exploração industrial e comercial, assim como o beneficiamento de carvão
mineral para abastecer a Viação Férrea do Rio Grande do Sul. Em outubro de 1969,
com a necessidade de maior flexibilidade operacional face as perspectivas de expansão
da produção, o DACM transformou-se na Companhia Riograndense de Mineração
(CRM), sociedade de economia mista hoje vinculada à Secretaria de Infraestrutura e
Logística do Estado do Rio Grande do Sul.
2.2 Locais de Exploração
2.2.1 Mina de Candiota
Localizada no município de Candiota, a 400 Km ao sul de Porto Alegre, está
inserida a maior jazida de carvão mineral do Brasil. As reservas de carvão passíveis de
serem mineradas a céu aberto são de 1 bilhão de toneladas. A CRM vem minerando
nessa região desde 1961, objetivando a produção de carvão termelétrico. A mina
abastece a Usina Termelétrica Presidente Médici, da Eletrobrás CGTEE, de 796 MW
instalados.
O maior equipamento da mina, a escavadeira dragline BE 1260W, é utilizada na
descobertura das camadas de carvão. O carvão extraído é transportado das frentes de
lavra até a unidade de britagem. A britagem funciona em duas linhas independente, com
capacidade total de 800 t/h. O transporte do carvão britado até a usina termelétrica é
feito por correia tranportadora com 2,3 Km de extensão.
Estudos de beneficiamento a seco do carvão de Candiota, desenvolvidos nos
laboratórios da UFRGS e na Universidade de Aachen (Alemanha) deverão embasar a
instalação de uma planta piloto de beneficiamento com intuito de reduzir o teor de
enxofre, reduzindo substancialmente seu potencial poluidor.
Em 2004, a empresa iniciou as tratativas para o projeto de duplicação da
capacidade instalada desta unidade, que passaria de 2 para 5 Mt/ano de carvão a fim de
atender a fase C – Candiota III da Usina Temelétrica a partir de 2011. Atualmente a
empresa fornece 2 Mt/ano devido aos problemas na aprovação dos Leilões A-5 para o
fornecimento de energia, apesar de a Usina ter capacidade para queimar 5 Mt, ou seja,
problemas de ordem política afetam a produção local.
2.2.2 Mina do Iruí
Localizadas na Bacia Sedimentar do Baixo Jacuí, as concessões da CRM na
jazida do Iruí tem início no Km 240 da BR-290 e seguem até o Km 265, abrangendo os
municípios de Cachoeira do Sul, Rio Pardo e Encruzilhada do Sul. Nessa jazida já
foram realizadas 594 sondagens profundas, perfazendo 26.642 m perfurados com
recuperação de testemunhos, possibilitando a determinação das reservas.
A CRM explorou parte desta jazida na década de 80. Atualmente, após serem
firmados protocolos de intenção, estão sendo desenvolvidos projetos no intuito de
avaliar a viabilidade financeira de retomar a mineração na área.
2.2.3 Mina do Leão I
Situa-se no município de Minas do Leão, a 90 Km de Porto Alegre, próximo a
BR-290. A Mina do Leão I teve sua operação iniciada em 1963, através do poço P1,
com 125 m de profundidade. Os trabalhos de subsolo foram interrompidos em 2002,
devido aos altos custos da mineração. A partir disso, a CRM passou a explorar a área
Boa Vista, passível de mineração a céu aberto, que exauriu em 2008.
Atualmente a produção acontece a partir da área São Vicente Norte, localizada
no Km 181 da BR-290, a três quilômetros do poço P1. A área possui uma reserva de 6
Mt, passíveis de mineração a céu aberto.
No local a CRM produz mensalmente cerca de 30 mil toneladas de carvão ROM.
O carvão extraído é transportado até o lavador Eng. Eurico Rômulo Machado, para
sofrer o beneficiamento. Esta planta tem capacidade de beneficiar até 120 t/h de carvão
bruto.
2.2.4 Mina do Leão II
Também localizada no município de Minas do Leão, a seis quilômetros ao norte
da Mina do Leão I, a obra recebeu investimentos no valor de R$ 70 milhões na década
de 80.
A infra-estrutura existente no local constitui de dois túneis inclinados de acesso
à camada de carvão; seis quilômetros de galerias no subsolo; silos subterrâneos para
carvão; poço de ventilação com 220 m de profundidade; prédios com 10000 m² de área
útil e equipamentos diversos para a lavra e beneficiamento do carvão.
Em 2002 a CRM assinou contrato de arrendamento dessa mina com a
Carbonífera Criciúma S.A. por um prazo de 30 anos, sendo que a CRM terá direito a
royalties decorrentes da venda do carvão produzido.
2.3 Política Ambiental
Concluída a mineração do carvão, a céu aberto, as etapas de recuperação
compreendem os seguintes passos:
Recomposição topográfica;
Espalhamento do solo vegetal;
Correção e adubação do solo;
Revegetação.
Para um completo controle das áreas impactadas e das emissões dos efluentes
contaminados, a CRM tem implantada uma rede de monitoramento de qualidade do solo
e da água. O tratamento ou neutralização das drenagens das áreas mineradas visa a
correção da acidez da mesma (pH), com a utilização de cal e calcário. Corrigido o pH,
há remoção de sólidos e redução de metais dissolvidos.
2.3.1 Passivos Ambientais
Áreas que sofreram mineração antes do advento das leis e regulamentos que hoje
norteiam as operações de lavra não receberam os cuidados necessários para assegurar a
efetiva recuperação ambiental. Muitas delas, principalmente as que sofreram mineração
a céu aberto, tornaram-se passivos ambientaisque hoje em dia também merecem a
atenção da empresa. Podemos citar as seguintes áreas:
Área são Vicente Sul em Minas do Leão;
Área Boa Vista em Minas do Leão;
Malha I em Candiota;
Malha II em Candiota.
Outra ação ambiental desenvolvida pela CRM é o Sistema de Gestão Ambiental
(SGA), primeiro passo para a ISO 14001 de gerenciamento ambiental. Nesse sentido foi
reformulada a Política Ambiental da CRM de forma a sistematizar e aperfeiçoar o
trabalho desenvolvido em benefício do meio ambiente. A implantação administrativa,
em Porto Alegre, aconteceu em 2010 (coleta seletiva, economia de materiais e
recursos).
2.4 Informações Gerais
Faturamento bruto anual: 151 milhões (previsão 2011);
Faturamento Líquido Anual: 144 milhões (previsão 2011);
Produção anual: 1 milhão, 817 mil toneladas (2010);
Produção homem/dia: 21,77 t;
Números de empregados diretos: 421 funcionários.
3 GEOLOGIA
3.1 Geologia Regional
O estado do Rio Grande do Sul é composto, basicamente, por quatro grandes
unidades geofisiográficas. Resumidamente, estas regiões e seus condicionamentos
geológicos são os seguintes:
Escudo Sul-Rio-Grandense (Embasamento Cristalino), situado na região sul do
Estado com altitudes máximas de 500 metros, possuindo uma topografia
acidentada, como reflexo da intensa tectônica e heterogeneidade litológica. É
constituído por um complexo ígneometamórfico e por formações sedimentares
antigas, correlacionáveis ao Pré-Cambriano e ao Eopaleozóico.
Depressão Periférica, situada na região central do Estado em forma de arco, com
altitudes variando entre 200 a 350 metros, com topografia modelada em rochas
sedimentares, formada pela Seqüência Gondwânica, correlacionáveis desde o
Permo-Carbonífero até o Jurássico. É nesta faixa que, em suas porções média e
basal, estão inseridas as ocorrências de jazidas de carvão e de rochas
pirobetuminosas.
Planalto Basáltico (Serra Geral), situado na metade norte do Estado, com
altitudes locais superiores a 1000 metros, formado por sucessivos derrames de
rochas ígneas, de composição basáltica-toleítica, correlacionáveis ao Cretáceo.
Planície Costeira (Planície Litorânea), situada na porção leste do Estado,
constituída por sedimentos pouco consolidados de idade quaternária, que
capeiam em fossas tectônicas soterradas, sedimentos do Terciário Superior que,
por sua vez, assentam sobre o Embasamento Cristalino.
As camadas de carvão situam-se na Formação Rio Bonito, Grupo Guatá,
Supergrupo Tubarão e encontram-se inter-relacionadas com diferentes tipos de rochas
como orto e paraconglomerados, arenitos quartzosos, argilitos, siltitos e margas. A
jazida de Candiota está localizada na Depressão Periférica, Faixa Gondwânica, na
região sudoeste do Estado do Rio Grande do Sul, dentro da Bacia Intracratônica do
Paraná.
3.2 Geologia Local
A Jazida de Candiota insere-se numa área constituída por litologias gondwânicas
dos Grupos Tubarão e Passa dois e pós gondwânicas aluvionares do quaternário e
holoceno.
3.2.1 Litologias Gondwânicas
3.2.1.1 Grupo Tubarão, Subgrupo Itararé
O Itararé encontra-se em ocorrências localizadas, descontínuas, preenchendo
paleodepressões com variações sensíveis na espessura. Mesmo em área pouco extensa,
há mudanças bruscas na associação litológica. Está representado essencialmente por um
para conglomerado, localmente com estruturação do arcabouço intacta. A matriz é
arenito feldspático imaturo, médio a grosseiro, mal selecionado, por vezes com cimento
carbonático. A fração grosseira tem dimensões de grânulos a matacões de rochas do clã
granito, gnaisse, quartzito, rochas sedimentares Eo Paleozóicas e rochas vulcânicas de
caráter ácido a intermediário. Sua distribuição é caótica sugerindo, contudo, um
acamadamento gradacional granodecrescente. Ocorre, também, um arenito lítico, fino,
bem selecionado, compacto, homogêneo, localmente carbonático, de aspecto
porcelânico, apresentando intercalações de ritmitos delineados pela fina alternância de
leitos de siltito cinza escuro e arenito branco muito fino. Ocasionalmente apresenta
laminação convoluta. O contato Basal dá-se com rochas Eo Paleozóicas e com
metamorfitos da Associação Metamórfica Porongos, através de discordância erosiva
e/ou angular do tipo desconformidade.
3.2.1.2 Grupo Tubarão, Subgrupo Guatá
FORMAÇÃO RIO BONITO
Em termos econômicos é a unidade mais importante por se tratar da formação
que contém as camadas de carvão. As litofácies encontradas caracterizam-se pelo
predomínio de sedimentos terrígenos clásticos, gerados em ambiente fluvial-deltáico e
planície costeira, por processos subaquosos. A Formação Rio Bonito é dividida em três
intervalos faciológicos:
Fácies inferior: Constituída em sua porção basal, e mais espessa, por arenitos
quartzozos interestratificados com leitos e camadas de conglomerados (orto e para), que
podem alcançar espessuras consideráveis nos paleovales não preenchidos pelo
Subgrupo Itararé e, mais ocasionalmente, por intercalações de siltitos, em parte
carbonosos. Na porção superior e menos espessa ocorrem lamitos e sedimentos
paludais. As camadas de carvão que ocorrem neste sistema deposicional formam o
conjunto inferior de camadas em relação à Camada Candiota. Estas litologias resultaram
da evolução de um sistema fluvial, caracterizado pela associação de fácies
representativas de leques terrígenos-rios anastomosados, depósitos residuais de canais
fluviais, barras de canal em pontal, diques marginais e depósitos originados por
processos de avulsão e atalho, estes pertencentes a faixa meandrante de rios
estabelecidos em planície fluvial ampla e bem definida.
Fácies intermediária: Constituída em sua porção basal por sedimentos sílticos e
paludais que, em sua parte mais inferior, podem apresentar intercalação de arenito. As
camadas de carvão presentes neste sistema deposicional são a Camada Candiota,
subdividida em Banco Superior e Banco Inferior e o Conjunto Superior de Camadas,
constituído principalmente pelas camadas - de cima para baixo – Camada Superior 5, 4,
3 e Banco Louco, situando-se este na porção inferior deste intervalo. Estas litologias
resultaram da constituição de sistemas deposicionais estabelecidos sobre uma baixa
planície fluvial costeira, construída a partir de restingas evoluídas de cordões litorâneos,
em linha de costa progradante. Estes cordões, quando emersos, teriam se constituído em
verdadeiras cadeias costeiras, que balizaram e protegeram da ação do mar, em sua
retaguarda, extensos lagos rasos estagnantes e as grandes turfeiras a eles associadas
(Camada Candiota), as quais constituíram as mais extensas e espessas camadas de
carvão conhecidas no Brasil. Em determinado estágio da evolução desta planície
costeira, houve uma inversão da tendência progradante da linha de costa, a qual estaria
caracterizada, inicialmente, pela colmatação das turfeiras Candiota por sedimentos
pelíticos.
Fácies Superior: É totalmente estéril para carvão e caracteriza-se por um pacote
litológico de aparente persistência lateral, constituindo-se de arenito fino a muito fino,
contendo intercalações centimétricas de siltito. Estas intercalações delineiam laminação
cruzada de corrente, parcialmente truncadas por marcas de ondas. São muito comuns
neste pacote estruturas de corte e preenchimento, estruturas de fluidização,
especialmente do tipo de diques de areia e marcas de carga e afundamento.
FORMAÇÃO PALERMO
Apresenta características litológicas monótonas e persistentes em escala regional. Sua
espessura média é da ordem de 35m, espessando-se para SW da mesma forma que as
demais unidades paleozóicas. Está representada por dois conjuntos estratigráficos de
fácil separação:
Conjunto Superior: Apresenta aspecto mosqueado e tem como litologia
dominante siltitos com intercalações de arenitos finos, por vezes com cimento
carbonático. Localmente ocorrem lentes descontínuas de argilitos. Esta associação
litológica confere ao pacote rochoso uma estrutura listrada algo irregular. Na porção
mais inferior deste conjunto o siltito é maciço, homogêneo e com ocorrências locais de
arenitos finos a grosseiros ou conglomeráticos, sempre com abundante cimento
carbonático. Nas proximidades da base são freqüentes estratos de calcarenitos com
matriz argilosa.
Conjunto Inferior: É tipificado por siltitos contendo intercalações de leitos de
argilitos e esparsos estratos finos e médios de arenitos. Localmente esta fácies
transiciona, na sua porção mais superior, para siltito argiloso cinza escuro a preto, com
abundantes minerais micáceos. Em mostra isolada esta litologia é facilmente confundida
com folhelhos negros da Formação Irati.
3.2.1.3 Grupo Passa Dois
FORMAÇÃO IRATI
A Formação Irati apresenta as seguintes litofácies, da base para o topo:
Conjunto Inferior: Com cerca de 20m de espessura, abrangendo folhelhos,
siltitos argilosos e/ou arenosos, de aspecto maciço ou apresentando intercalações de
leitos finos de arenito e/ou argilitos esbranquiçados, de cimento carbonático ou silicoso.
Localmente ocorrem intercalações de argilito preto. Estas associações litológicas
delineiam estruturas de laminação plano paralela, subparalela e lenticular.
Conjunto Superior: Com cerca de 18m de espessura, abrangendo calcilutitos e
folhelhos pirobetuminosos.
A Formação Irati foi depositada em ambiente marinho raso muito pouco ou não
influenciado por correntes, que paulatinamente gradou para condição de restrição, mas
de salinidade não elevada, responsável pela acumulação de calcáreos e folhelhos
pirobetuminosos da porção superior. O contato basal com a Formação Palermo é
transicional.
3.2.2 Litologias Pós-Gondwânicas
3.2.2.1 Quaternário Holoceno Aluvial/Coluvionar
A formação das planícies aluviais ocorre ao longo das faixas marginais dos
formadores da bacia do Arroio Candiota, localmente estas planícies estendem-se por
áreas consideráveis, recebendo a denominação de banhados.
Os aluviões são constituídos por sedimentação detrítica areno-argilosa,
transportada pelos rios e arroios e depositadas ao longo de suas planícies de inundação.
No aspecto geral compõe-se de sedimentos predominantemente quartzozos, de
granulometria variando de areia grossa a fina. Num perfil lateral ao longo da planície
aluvial há a diminuição gradativa da granulometria, sendo que, ao afastar-se do canal,
predominam sedimentos sílticoargilosos. A contribuição de matéria orgânica varia
localmente.
3.3 Geologia da Mina
Na escala do depósito a seqüência estratigráfica inclui arenitos, siltitos e argilitos
com camadas de carvão intercaladas que apresentam um alto teor de cinzas. A
seqüência de camad as de carvão é sobreposta por uma camada de sedimentos clásticos
mais recentes (arenito com granulometria fina a média).
Localmente, as drenagens foram responsáveis pela erosão que afeta a seqüência
estratigráfica. Na escala regional um grande canal fluvial é responsável pela erosão de
todas as camadas da seqüência de interesse na parte central do depósito, separando o
recurso nas áreas leste e oeste. Paleocanais de pequena escala, de 50 a 70 m de largura e
10 a 15 m de profundidade, podem ser observados nas paredes da cava. Estes são
responsáveis pela erosão localizada das camadas superiores.
A espessura das camadas individuais varia localmente dentro da área do
depósito. A camada denominada Banco Louco (BL) ocorre como uma camada de
espessura bem variável, enquanto que somente as camadas S3, Banco Superior (BS) e
Banco Inferior (BI) possuem espessuras que regularmente excedem 1.0 m.
A seqüência estratigráfica que inclui as camadas de carvão e os horizontes de
material estéril que são atualmente lavrados na mina de Candiota é apresentada na
Tabela 3.3. 1.
Tabela 3.3.1. Litologia e Espessuras das Camadas
Litologia Código Espessura Média (m)
Destruído D 0,5
Terra Vegetal T 2,3
Argila Vermelha AV 31,9
Folhelho Inconstante Firati 3,1
Arenito Grosseiro Palermo RP1 5,0
Argilito Palermo GNP 12,6
Arenito Fino Palermo RP2 12,6
Camada Carvão S6 S6 1,5
Folhelho Argiloso Carbonos FGC 3,2
Carvão Camada S5 S5 0,7
Argilito GNA 1,2
Carvão Camada S4 S4 0,6
Folhelho entre S4 e S3 FNB 1,8
Carvão Camada S3 S3 1,2
Argilito Carbonoso GNC 1,9
Arenito Médio Rio Bonito RMRB 5,3
Folhelho Carbonoso Médio FMC 3,1
Banco Louco BL 0,6
Folhelho Acima do Banco Superior FND 2,0
Banco Superior Bs 2,6
Argilito Intermediário GNI 0,7
Banco Inferior BI 2,4
Folhelho Abaixo do Banco Inferior FNE
Arenito Fino Abaixo do Banco Inferior RFE
Na figura 3.3.1 vemos a sequência de lavra representada em cinco níveis e suas
respectivas litologias. O nível 1 corresponde a remoção de terra vegetal e argila
vermelha. O nível 2 corresponde a remoção do Arenito Grosseiro e Fino. A lavra no
nível 3 corresponde a retirada do carvão camada S3. A lavra no nível 4 representa o
rebaixamento do terreno feito pela Dragline BE1260W. A lavra no nível 5 corresponde
a remoção das camadas de carvão BS e BI.
Figura 3.3.1 Níveis de lavra e suas litologia.
4 DESENVOLVIMENTO
4.1 CICLO DA ESCAVADEIRA
A primeira atividade desempenhada foi o cálculo do ciclo de uma escavadeira
hidráulica. A escavadeira escolhida foi a Volvo 700, e o seu carregamento era de
carvão. As medições foram realizadas tanto na região próxima à Dragline quanto na
região da AFUCAN. Para o cálculo do ciclo da escavadeira, as suas atividades foram
divididas em Escavação (o tempo que a concha leva para carregar o carvão),
Basculamento Cheio (o tempo que leva desde o fim da Escavação até a concha ficar em
posição de Despejo), Despejo (o tempo que a concha leva para descarregar o carvão na
caçamba do caminhão) e Basculamento Vazio (o tempo que leva para voltar à posição
inicial de escavação). Além de medir separadamente todos estes tempos, a soma de
todos estes nos dá o tempo total do ciclo. O objetivo destas medições é calcular a
produção da escavadeira dentro de um intervalo de tempo. As medições detalhadas
podem ser encontradas nas planilhas em anexo deste relatório. Aqui serão mostrados
somente os valores médios encontrados, de acordo com a tabela abaixo:
Malha IV, carvão da Camada Candiota, região da Dragline
Ciclo: 19,8 s
Espera da escavadeira na troca de caminhões: 85 s
Malha IV, região da AFUCAN
Ciclo: 17,8 s
Espera da escavadeira na troca de caminhões: 360 s
Malha IV, região da AFUCAN
Ciclo: 19,8 s
Ciclo para caminhões de 35 ton: 19,6 s
Ciclo para caminhões de 65 ton: 19,9 s
Espera da escavadeira na troca de caminhões: 120,5 s
Espera da escavadeira na troca de caminhões: 120,5 s
Ciclo, diluindo o tempo da espera: 35,2 s
Ciclo para caminhões de 35 ton, diluindo o tempo de espera: 47,9 s
Ciclo para caminhões de 65 ton, diluindo o tempo de espera: 26,9 s
Sobre os dados obtidos, podemos analisar que no valor do ciclo de uma
escavadeira, não há praticamente diferença entre os caminhões de 35 ton e 65 ton,
mesmo tendo a sua caçamba com alturas distintas. Entretanto, se considerarmos o tempo
de espera, e diluirmos este no tempo de passe (este tempo de espera tem que ser
considerado para cálculos de produtividade, logo, na nossa opinião, também deve ser
considerado para o cálculo do tempo de ciclo, mesmo que na teoria o tempo de ciclo
não compreenda esta etapa) veremos que a diferença entre o ciclo de um caminhão 35
ton e 65 ton é enorme. Isto se deve ao fato de o número de passes em um caminhão 65
ton ser muito superior ao de um 35 ton, logo a diluição do tempo de espera fica bem
menor. Isto nos faz ver que, desconsiderando fatores como consumo de diesel, preço do
caminhão e preço de reposição de peças (fatores estes que também devem ser
considerados, mas não estavam previstos no estágio) o caminhão de 65 ton é muito mais
produtivo que um caminhão de 35 ton.
4.2 CICLO DOS CAMINHÕES
Além da medição do ciclo da escavadeira, também foi medido o ciclo dos
caminhões de 35 ton e 65 ton. As etapas foram divididas em: número de passes, tempo
de carregamento, tempo de ida do caminhão carregado até a boca do britador,
velocidade média com a caçamba cheia, manobra, despejo, tempo de volta do caminhão
vazio até o carvão, velocidade média com a caçamba vazia, tempo de espera na fila,
manobra. É importante ressaltar que estes dados foram coletados no carvão da área da
AFUCAN. Os dados foram coletados para os caminhões de 35 ton e 65 ton
separadamente. Entretanto, os valores de despejo, espera e manobra foram considerados
iguais para os dois caminhões, com o objetivo de diminuir o efeito de algum valor
muito diferente da média. Os dados médios obtidos estão mostrados abaixo:
Distância entre a região da AFUCAN e o britador: 3,4 km
4.2.1 Caminhão 35 ton
Número de passes: 5 passes
Carregamento: 01 min 34 s
Ida Cheio: 07 min 31 s
Velocidade Cheio: 27,2 km/h
Manobra: 49 s
Despejo: 47 s
Volta Vazio: 5 min 57 s
Velocidade Vazio: 34,9 km/h
Espera: 8 min 49 s
Manobra: 55 s
TEMPO TOTAL: 27 min 29 s
4.2.2 Caminhão 65 ton
Número de passes: 11 passes
Carregamento: 3 min 29 s
Ida Cheio: 7 min 54 s
Velocidade Cheio: 25,8 km/h
Manobra: 49 s
Despejo: 47 s
Volta Vazio: 6 min 39 s
Velocidade Vazio: 30,7 km/h
Espera: 8 min 49 s
Manobra: 55 s
TEMPO TOTAL: 28 min 13 s
Analisando somente estes dados, fica visível que os caminhões de 65 ton tem
uma produção muito maior que os caminhões de 35 ton, visto que o seu tempo de ciclo
médio é praticamente o mesmo, entretanto o volume de carvão que ele pode carregar em
um ciclo é muito superior.
4.3 CÁLCULO DA PRODUTIVIDADE
A partir dos dados coletados, com os dados de ciclos da escavadeira hidráulica e
caminhões, se pode calcular a produtividade por hora. Além do cálculo da produção
através da escavadeira, calculamos também a produtividade de cada caminhão
individualmente, como mostrado nos cálculos abaixo:
4.3.1 Produção da Escavadeira Volvo 700
Para realizar o cálculo da produção da escavadeira, foi considerado o tempo de
ciclo com o tempo de espera entre a troca de caminhões diluído no seu valor, pois no
nosso entendimento o tempo de espera considerado desta maneira dá resultados mais
próximos aos reais. Os valores mostrados aqui estão também nas planilhas de cálculo, e
são mostrados arredondados:
Ciclo da escavadeira: 35,2 s
Capacidade da escavadeira: 4,6 m³
Fator de enchimento: 0,9
Ciclos porhora= 3600Ciclo
=360035,2
=102
Produção por hora=Ciclos por hora× C apacidade × Fator de Enchimento
Produção por hora=102× 4,6 × 0,9=423 m ³/h
A produção por hora da escavadeira Volvo 700, com base nos dados analisados,
é de 423 m³/h. Tendo conhecimento que a densidade do carvão é de 1,4 podemos
converter a produção por hora para toneladas, conforme a equação abaixo:
Produção por hora=423 ×1,4=592 ton /h
4.3.2 Produção do Caminhão Scania 35 ton
Aqui, novamente, foi considerado o tempo de ciclo com a espera diluída, para
que o erro seja menor.
Ciclo: 47,9 s
Volumecarregado= 351,4
=25 m ³
Número de passes= VolumecarregadoCapacidade da Escavadeira × Fator de Enchimento
Número de passes= 254,6× 0,9
=6
Ciclo do caminhão=Ciclo × Número de passes
Ciclo do caminhão=47,9× 6=287 s
Este valor encontrado, ciclo do caminhão, não é de fato o tempo que o caminhão
leva para ir ao britador e voltar. Este é o tempo que a escavadeira leva para ele
manobrar até a pilha de carvão, a carregadeira enchê-lo e ele sair.
Ciclos porhora=3600287
=13
Produção por hora=Número deciclos ×Volumecar regado
Produção por hora=13 ×25=313 m ³ /h
Novamente, fazendo a conversão para toneladas, usamos a densidade do carvão
como 1,4.
Produção por hora=313 ×1,4=438 ton /h
4.3.3 Produção do Caminhão Perlini 65 ton
Ciclo, com tempo de espera diluído: 26,9 s
Volumecarregado= 651,4
=46,4m ³
Número de passes= VolumecarregadoCapacidade da Escavadeira × Fator de Enchimento
Número de passes= 46,44,6× 0,9
=11,2
Ciclo do caminhão=Ciclo × Número de passes
Ciclo do caminhão=26,9×11,2=295,9 s
Ciclos porhora= 3600295,9
=12,2
Produção por hora=Número deciclos ×Volumecarregado
Produção por hora=12,2× 46,4=564,8 m ³/h
Produção por hora=564,8 ×1,4=790,7 ton /h
Após encontrar a produção por 3 maneiras diferentes, vale ressaltar que os
cálculos de produção por hora dos caminhões não é o que eles de fato produzem por
hora, e sim o que a escavadeira consegue colocar na sua caçamba. Outro fato a ser
ressaltado também é de que estes cálculos de produção não estão levando em conta
fatores, em função de nós não sabermos os valores, como horas efetivamente
trabalhadas, eficiência operacional, etc.
4.4 CICLO DA DETONAÇÃO
O ciclo da detonação foi calculado com o objetivo de se calcular o tempo médio
gasto para se realizar um desmonte. Neste caso, foram tomadas medidas somente para o
desmonte de carvão. Para a tomada de tempo, novamente as atividades referente ao
desmonte foram separadas e medidas separadamente. O ciclo da detonação ficou
dividido em escorva, emulsão, tamponamento e ligação das linhas. O tempo de escorva
ficou como o tempo entre furar a banana de explosivo, inserir o cordel, amarrar ele e
colocar o explosivo no fundo do furo. Emulsão ficou como o tempo que leva para
preencher o furo com a emulsão. Tamponamento é o tempo que se leva para preencher a
boca do furo com tampão. Ligação das linhas ficou como o tempo que se leva para
realizar as amarrações de cordel detonante entre os furos e colocar os retardos entre as
linhas de detonação. Vale ressaltar que os tempos de deslocamento entre um furo e
outro está inserido dentro dos tempos médios de cada operação. Os tempos médios estão
mostrados abaixo:
Escorva: 18,6 s
Emulsão: 14,7 s
Tamponamento: 21,8 s
Ligação das Linhas: 7,8 s
Através destes dados obtidos, podemos somar as etapas individualmente para se
obter um tempo médio gasto por furo.
Tempo Médio=Escorva+Emulsão+Tamponamento+Ligaçãodas Linhas
Tempo Médio=18,6+14,7+21,8+7,8
Tempo Médio=62,9 s
O tempo médio gasto, por furo, para realizar o desmonte em carvão é de 62,9
segundos.
4.5 CICLO DOS CAMINHÕES DA CINZA
Outra atividade prevista foi o cálculo do ciclo de um caminhão de carregamento
de cinzas. As cinzas saem da usina de Candiota e caminhões de uma empresa
terceirizada o levam até uma área específica. Neste caso, foi somente considerado o
tempo médio de carregamento e o tempo médio de viagem, que é o ciclo do caminhão.
Os valores estão mostrados detalhadamente na planilha. Dados abaixo:
Tempo médio de carregamento: 7 min 54 s
Tempo médio de viagem: 48 min
5 CONCLUSÃO
O estágio realizado na Companhia Riograndense de Mineração foi extremamente
importante por possibilitar ao aluno um real contato com o meio profissional, a fim de
fundamentar o conhecimento teórico visto na graduação no âmbito da mineração de
carvão.
6 REFERÊNCIAS
SME Minin g Engineering Handbook . 1992. 2nd . Ed., H. L. Hartman (Ed.), SME,
Littleton, USA, 2161 p.
ANEXOS
Anexo 1
Ciclo da Escavadeira Hidraulica
Modelo: Volvo 700Data: 25/07/2012Local: Malha IV - Carvão da Camada Candiota - Próximo à Dragline
Caminhão: 35 e 65 tonsOperador: Fagundes
Unidade: segundos
Nº Ciclo Escavação Basculamento Cheio
Despejo Basculamento Vazio
Tempo Total
1 5,4 5,8 6,7 5,5 23,42 5,3 5 3,1 4,4 17,83 5,5 5,7 3,4 5,2 19,84 4,7 6,6 4 4,6 19,95 5 6,2 2,8 5,2 19,26 6 8,1 3,1 4,8 227 5,1 5,8 3,5 5,3 19,78 4,3 5,3 2,3 4,4 16,39 4,6 5,5 3,7 5,4 19,2
10 5,3 5,9 2,9 4,7 18,811 4,8 6,5 2,9 4,9 19,112 5,3 5,2 3 4,3 17,813 4,8 5,4 4,3 7,5 2214 5,2 5,3 2,7 2,8 1615 5 5,4 2,8 3,9 17,116 5,2 5,8 2,9 6,1 2017 5,6 5,9 2,7 6 20,218 6,2 7,8 4,2 5,1 23,319 5,8 6,4 4,7 5,1 2220 5,7 7,3 3,2 6,2 22,421 5,4 6 2,6 4,2 18,222 5,7 5,2 6,1 7,3 24,323 5,5 4,7 4,7 5,1 2024 4,4 4,8 3 5,5 17,725 5,6 6,1 2,7 4 18,426 5,4 6 2,5 4,3 18,227 5,1 7,2 3,9 5,8 2228 6,1 7,3 2,6 4,2 20,229 5,2 5,2 2,1 4,8 17,330 5,4 4,9 5,6 5,1 2131 5,1 5 4,4 5,9 20,432 4,5 5,2 4,1 6,2 20
Média 5,3 5,9 3,5 5,1 19,8Mínimo 4,3 4,7 2,1 2,8 16Máximo 6,2 8,1 6,7 7,5 24,3
Tempos de Espera da Escavadeira na Troca de Caminhões
Tempo 1 Tempo 2 Tempo 3 Tempo 4 Tempo 5 Tempo 650 54 87 150 92 77
Média 85Mínimo 50Máximo 150
Anexo 2
Ciclo da Escavadeira Hidraulica
Modelo: Volvo 700Data: 26/07/2012Local: Malha IV - Região da FUCAM, matacos do início da bancada
Caminhão: 35 e 65 tonOperador:
Unidade: segundos
Nº Ciclo Escavação Basculamento Cheio
Despejo Basculamento Vazio
Tempo Total
1 6 6 2 3 172 5,5 7,5 2,5 3,5 193 5 7 2,5 3,5 184 6 5,5 3,5 4 195 6 4,5 2,5 4,5 17,56 4,5 4,5 2,5 3,5 157 5 4,5 4 3,5 178 5 5 2,5 3,5 169 6,5 5,5 2,5 4,5 19
10 5 7 2,5 4,5 1911 5 6 2,5 3,5 1712 6 4 3,5 4 17,513 6 4,5 3,5 2,5 16,514 7,5 6 2,5 2,5 18,515 6 6 2 4 1816 5 7 3 3,5 18,517 7 5,5 2,5 3 1818 6 5,5 3 3,5 1819 7,5 4,5 2 4 1820 8 6,5 2,5 4 2121 6,5 5,5 3,5 3,5 1922 5 5,5 2,5 3 1623 6 6 3 3 1824 5,5 5,5 2,5 3,5 1725 6 6 2,5 3,5 1826 6,5 7,5 2 3 1927 6 6 2,5 3 17,528 6,5 6,5 3 3,5 19,529 5 5,5 3 3,5 1730 5 6,5 3 3,5 1831 5 5,5 3,5 3,5 17,532 6 5,5 2 3,5 1733 6 5,5 3 3 17,5
Média 5,9 5,7 2,7 3,5 17,8Mínimo 4,5 4 2 2,5 15Máximo 8 7,5 4 4,5 21
Tempos de Espera da Escavadeira na Troca de CaminhõesTempo 1 Tempo 2 Tempo 3 Tempo 4 Tempo 5 Tempo 6
80 40 67 420 57 44Tempo 7
320
Média 360Mínimo 40Máximo 420
Anexo 3
Cálculo da Produtividade
Escavadeira Volvo 700
Tempo médio de ciclo: 35,2 sCiclos por hora: 102 ciclos/hCapacidade da escavadeira: 4,6 m³Fator de enchimento: 0,9Produção por hora: 423 m³/h
Caminhão Scania 35 t
Volume carregado: 25 m³Número de passes: 6,0Ciclo do caminhão: 287,4 sCiclos por hora: 12,5Produção por hora: 313 m³/h
Caminhao Perlini 65 t
Volume carregado: 46,4 m³Número de passes: 11,2Ciclo do caminhão: 295,9 sCiclos por hora: 12,2Produção por hora: 564,8 m³/h
Anexo 4
Ciclo do Caminhões de Cinza
Empresa: Transbalta
Data:02/09/2012
Turno: TardeLocal: CGTE - Fase C
Destino: Acesso 2
RESULTADOS
Tempo médio de carregamento
00:06:46 Tempo médio de viagem
01:03:00
DADOS OBTIDOS
Número do
CaminhãoHorário de Saída
Tempo de Carregamento Horário de Retorno Tempo de
Ciclo43 14:30:00 00:06:49 15:35:00 01:05:0048 14:37:00 00:06:34 15:42:00 01:05:0039 14:45:00 00:06:46 15:47:00 01:02:0046 15:10:00 00:06:44 16:10:00 01:00:0027 15:21:00 00:06:56 16:24:00 01:03:00
Anexo 5
Ciclo dos Caminhões