Método de lavra:

Cut-and-Fill (Corte e Enchimento)

(UFRGS/DEMIN - material de divulgação interna)

CUT-AND-FILL

Cut-and-fill (corte e enchimento):

Método no qual remove-se minério em fatias horizontais, geralmente de baixo para cima. O minério é perfurado, detonado e removido do stope. Após o minério ser retirado, o vazio resultante é preenchido com material de enchimento (“backfill”). O enchimento serve como suporte para as laterais do stope e como plataforma para os equipamentos quando a próxima fatia for minerada.

É um método recomendado, por exemplo, quando minério e/ou estéril são pouco competentes, o que limita as dimensões das escavações em subsolo e permite pouco tempo entre a retirada do minério e a deposição do enchimento.

Aplicação do C&F

O método C&F é requerido quando:

-Ore zones are irregular in shape and orientation.-Ore grade is high and dilution control is critical.-The precise contacts between ore and waste are structurally critical but not readily visible.-The waste rock is weak.-Ore zones are large, but their rock quality is weak.-Localized underground stability is required.-Surface disturbance must be minimized.-The value of the ore makes recovery of support pillars

economically viable.-The reduction of surface waste storage is important.-The need exists to advance a working platform for the

upward mining of the ore body.

O método C&F

No C&F a mineração avança geralmente de baixo para cima (overhand); há uma variante menos comum – C&F underhand – onde o avanço é de cima para baixo.

C&F avançando de

baixo para cima

C&F overhand

O ciclo de atividades do método envolve os seguintes passos:

(a) drill-blast de uma fatia horizontal de minério, tipicamente com 3 ou 4 m de espessura, retirada do teto do stope;

(b) carga e transporte de minério, removido mecanicamente do stope para um orepass, e depois para um horizonte de transporte inferior;

(c) remoção de fragmentos soltos (“chocos”) pela detonação e colocação de suporte/reforço de teto;

(d) enchimento do piso do stope (backfilling) com uma camada de material de composição variada e espessura igual à espessura de minério desmontado do teto.

Etapas do ciclo produtivo do método C&F:

Os trabalhadores realizam todas as atividades do ciclo produtivo sob o teto recém aberto do stope. Então, para que o método tenha sucesso, deve-se controlar o comportamento da rocha na periferia do stope. Isto é feito de vários modos: controlando-se o desmonte do teto, usando reforço/suporte para as aberturas do stope e utilizando backfill.

Uso de parafusos de teto no C&F

Controle de teto por cable bolts:

Seqüência de uso:

O método C&F é versátil (há diferentes configurações de extração), aplicado em corpos de geometrias variadas (veios, depósitos tabulares inclinados ou massivos), podendo ser dividido em blocos separados por pilares verticais e horizontais.

Pilar horizontal (floor pillar) separando stopes

Seqüências de extração de corpos de minério ...

Ver tópico 3.4.2 em: Underground Mining Methods: engineering fundamentals and international case studies. W.Hustrulid, R.Bullock, SME, 2001.

 C&F overhand com stopes separados por pilares verticais, neste caso feitos com backfill: 

 C&F overhand com rampa, acesso ao stope e orepass localizados no footwall: 

O método aplica-se a depósitos com mergulho de 35o a 90o, em corpos profundos ou rasos. Stopes podem ter largura variando de 4 a 40 m. O enchimento permite trabalhar na presença de encaixantes de baixa resistência. O minério deve, porém, apresentar resistência moderada a alta.

Corpo espesso sendo minerado visto em planta e em seção

Diferentes geometrias de aberturas em

corpos de minério espessos (vistas em

seção).

Fig 1

Corpo estreito sendo minerado: vista em planta (esq.) e seção (dir.).

O C&F é um método laborioso, requerendo alto valor in situ para o minério. Alguma diluição é esperada, a qual ocorre quando o backfill é carregado junto com minério no stope (carga geralmente feita por LHD´s). Por outro lado, o método proporciona flexibilidade e seletividade, possibilitando bom controle de teores de minério e descarte, no stope, de material estéril. Também permite seguir corpos irregulares durante a mineração, devido ao alto grau de seletividade da seqüência drill-blast.

Há vários benefícios, do ponto de vista ambiental, com o uso do backfill. A integridade da encaixante permite afetar menos a hidrogeologia da área minerada. A possibilidade de subsidência na superfície fica bastante limitada. Reduzem-se as áreas de estoque de rejeitos na superfície pois estes podem ser levados de volta aos stopes, na forma de backfill.

Variante do C&F: método Avoca

Enchimento no C&F

Sobre o enchimento dos stopes:-o enchimento é feito durante o ciclo de produção (e não

após o esvaziamento completo do stope, como ocorre no SLS);-enchimento hidráulico (água + partículas de tamanho

areia = hydraulic sandfill) é o mais comum, contendo 60 a 70% de sólidos e necessitando técnicas de deposição e drenagem especiais;

-no enchimento com hydraulic sandfill, a distribuição para os stopes é feita por tubulações;

-O stope é preenchido quase até a altura do teto;-se o backfill necessita ser mais resistente, adiciona-se

cimento à mistura;-Quando a água é drenada, forma-se uma boa base para

movimentação de equipamentos enquanto minera-se a fatia superior do stope;

-no backfill, o tráfego de pessoal é impedido por algumas horas e o de veículos por vários dias.

Modos de enchimento

Modos de enchimento

Enchimento

Funções do material de enchimento:-preservar acessos ao stope;-evitar diluição do minério;-evitar subsidência na superfície;-servir como plataforma de trabalho para

operários na mineração da próxima fatia horizontal;

O tempo de colocação do backfill é crítico pois ele deve assumir a carga original que era exercida sobre o minério.

Tipos de enchimento

Informações adicionais sobre “backfill” : ler artigos no CD (contendo slides de aulas) na pasta \complementos_lavra_subsolo\C&F e no livro Underground Mining Methods: engineering fundamentals and international case studies. W.Hustrulid, R.Bullock, SME, 2001, cap. 69.

Tipos de enchimento

1 - Hydraulic fill (alsocalled slurry or sand fill)

2 – Paste fill

3 - Rock Fill

Vantagens do método

•É um método versátil e pode ser adaptado para corpos de minério de qualquer forma geométrica

•Os investimentos são moderados para implantar o método

• Minimiza subsidência

•Recuperação elevada e baixa diluição (método seletivo)

•Rejeitos podem ser levados ao subsolo, evitando contaminação superficial

Desvantagens

•Devido ao elevado custo de mineração, só é aplicável em minérios de elevado valor;

•Requer mão-de-obra mais especializada e intensiva;

•A atividade de enchimento complica o ciclo produtivo, causando redução na produção;

•Há riscos de instabilidade no maciço se o backfill não for adequadamente dimensionado e aplicado.

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