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Método de lavra: Cut-and-Fill (Corte e Enchimento) (UFRGS/DEMIN - material de divulgação interna)

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1 Método de lavra: Cut-and-Fill (Corte e Enchimento) (UFRGS/DEMIN - material de divulgação interna)

2 CUT-AND-FILL

3 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.

4 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.

5 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 

6 C&F overhand

7 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.

8 Etapas do ciclo produtivo do método C&F:

9 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

10 Controle de teto por cable bolts: Seqüência de uso:

11 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 

12 Seqüências de extração de corpos de minério... Ver tópico em: Underground Mining Methods: engineering fundamentals and international case studies. W.Hustrulid, R.Bullock, SME, 2001.

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

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

15 O método aplica-se a depósitos com mergulho de 35 o a 90 o, 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 

16 Diferentes geometrias de aberturas em corpos de minério espessos (vistas em seção).

17 Fig 1 Corpo estreito sendo minerado: vista em planta (esq.) e seção (dir.).

18 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.

19 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.

20 Variante do C&F: método Avoca

21 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.

22 Modos de enchimento

23

24 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.

25 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.

26 Tipos de enchimento 1 - Hydraulic fill (also called slurry or sand fill) 2 – Paste fill 3 - Rock Fill

27 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

28 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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