A dificuldade na quantificação do grau de incerteza associado com a estimativa de recursos minerais tem levado ao desenvolvimento de uma gama de metodologias, termos e definições. Isso gerou uma situação em que praticamente cada companhia de mineração possui sua metodologia particular de classificação. Intuitivamente, sabe-se que os métodos tradicionais utilizados na avaliação de recursos não levam em consideração a continuidade espacial dos teores e, mesmo que algumas metodologias baseadas em métodos geoestatísticos são incapazes de fornecer uma medida do erro associado às estimativas. Nesse sentido, esse artigo se propõe a desenvolver uma metodologia que permita uma análise quantitativa e qualitativa dos recursos minerais estimados por meio da incorporação da incerteza e da adequada definição do risco ou erro associado às estimativas. Um estudo de caso com um banco de dados de minério de ferro típico foi efetuado, permitindo uma comparação, tanto entre os diferentes sistemas de classificação, como entre os parâmetros-chave de cada sistema, sendo que os resultados obtidos permitiram ressaltar as limitações específicas de cada metodologia, além de demonstra a natureza empírica dos métodos tradicionais, devido ao seu caráter predominantemente subjetivo.

The difficulty in quantifying the degree of uncertainty associated with the estimation of mineral resources has led to the creation of a large suite of methodologies, terms, and definitions, with almost every mining company having its own set of standards. It is intuitively known that traditional methods used to evaluate resources do not take into account the spatial continuity of the grades, and even some approaches based on geostatistical methods are unable to provide a measure of the error associated with their estimates. This article aims at developing a methodology for either quantitative or qualitative analysis of mineral resource estimation through uncertainty incorporation and for the correct definition of the associated risk or error. A comprehensive study about each technique was conducted allowing a comparison among the parameters affecting mineral inventory assessment. A case study was conducted with a typical iron ore deposit data set, and the results showed the specific limitations of each classification system and their influence in selecting key parameters. The developed software was used, and the results always demonstrated the empirical nature of the traditional methods based on subjective choices.

A função de um pilar-barreira é proteger o painel de lavra em operação contra a transferência de pressões imposta pelos painéis de lavra adjacentes nos quais os pilares foram recuperados. No caso das minas de carvão em Santa Catarina, o pilar-barreira tem função de proteger o eixo da mina e os painéis em atividade contra a ruptura de pilares inesperada dos painéis de lavra antigos que já encerraram sua operação. O objetivo desse trabalho é verificar a validade do método empírico para o dimensionamento de pilar-barreira apresentado em Peng (1986) por meio da simulação numérica de uma geometria de lavra-padrão, que é aplicada para minas de carvão. Modelos numéricos em duas dimensões foram construídos obedecendo à geometria dos pilares do eixo e do painel de lavra para diferentes profundidades da camada Bonito. Foram consideradas as propriedades das materiais que formam o sistema piso-pilar-teto. Os resultados mostram que o método empírico é válido para a geometria projetada, onde os pilares do eixo não sofrem sobrecarga devido à lavra do painel e nem o teto sofre ruptura devido à redistribuição das tensões.

The function of the barrier pillar is to protect the mining panel in activity from the abutment load of adjacent mining panels that were mined. In the case of underground mines in Santa Catarina State, the barrier pillar has functioned to protect the main entries of the mine against pillar failure from old mining panels. The objective of this paper is to verify the application of the empirical method to design barrier pillars as proposed by Peng (1986), using numerical simulation following the mining geometry of the coal mines in Santa Catarina State. Two-dimensional numerical models were built taking into account the geometry of the main entries and mining panels for different overburden thickness, and considering the geomechanical properties for the rock mass that forms the roof-pillar-floor system for the Bonito coal vein. The results of the simulations showed that the empirical method to determine the barrier pillar width is valid for the studied coal vein and considered mine geometry. Neither did the pillar at the main entry become overstressed due to adjacent mine panels, nor did the roof present any failure due to stress redistribution.

Novas centrais térmicas utilizam carvão ROM (run of mine) na geração de energia termoelétrica. Assim, flutuações de qualidade do carvão serão transferidas da mina para o consumidor final. Contratos entre produtor-consumidor estabelecem limites para parâmetros geológicos e tecnológicos do produto final (minério ROM). O descumprimento dos limites estabelecidos gera penalização e/ou rejeição de lotes de minério. O custo elevado dessas penalizações recomenda o controle de qualidade do minério no produto final. A utilização de técnicas geoestatísticas visa a caracterizar a qualidade e a variabilidade do minério a ser lavrado. Tradicionalmente, essa estratégia utiliza um modelo de blocos gerado por um estimador tradicional, geralmente krigagem ordinária. A estimativa dos blocos por krigagem não considera a incerteza associada ao modelo geológico, não sendo adequada para prever flutuações locais. Diferente da krigagem, os métodos de simulação geoestatística têm como objetivo reproduzir a variabilidade in situ e a continuidade espacial dos dados originais. Uma vez que os teores e sua variabilidade são estimados, flutuações da qualidade do minério podem ser previstas para determinada rota de lavra e certo tamanho de lote entregue ao consumidor. Diferentes tamanhos de lote são testados a fim de obter-se o controle das flutuações da qualidade do minério. Esse procedimento é aplicado em um estudo de caso em mineração subterrânea de carvão no sul do Brasil. A utilização de simulação geoestatística possibilida acessar a incerteza associada à qualidade de determinado volume de minério no depósito.

The new generation of coal fired power plants in Brazil are expected to use ROM coal as fuel. Thus, variations of coal quality tend to be transferred from mine to the final user. Contracts frequently establish max-min limits for geological and technological parameters. Lots of ore with quality beyond the agreed limits can be rejected or penalized. The high costs of these penalties require quality control of the final product (ROM). The utilization of geostatistical methods aims for quality and variability characterization of ore in the deposit. The geostatistical method uses a block model with grades assigned to each block normally by ordinary kriging. This block model ignores or is inappropriate for accessing the uncertainty associated with the geological model. Consequently, this procedure fails in predicting grade fluctuations correctly. Contrary to kriging, simulation methods aim at reproducing in situ grade variability and spatial continuity. Once a block model has each grade uncertainty evaluated, quality fluctuation can be predicted for a given mining route and size of lot delivered to the customer. Different mining routes and sizes of ore lots are tested until a desirable level of grade oscillation is achieved. Results from a case study at a Brazilian coal mine proved the adequacy and functionality of the method. Simulation geostatistical makes possible predictions of quality fluctuations at certain volumes of ore in the deposit.

O dimensionamento dos pilares e do reforço do teto em mineração subterrânea de carvão deve levar em consideração parâmetros como o comportamento geomecânico do maciço rochoso e os equipamentos de lavra empregados. Esse artigo demonstra o método de classificação geomecânica baseado no Coal Mine Roof Rating (CMRR), uma ferramenta de engenharia que descreve qualitativamente as condições geológicas e geomecânicas das rochas em minas de carvão para seleção do tipo de suporte de teto. Diferentes índices de CMRR foram identificados e então considerados para definir a largura máxima nos cruzamentos, o comprimento e a capacidade de carregamento dos parafusos de teto. Essa metodologia provou ser adequada, minimizando os riscos de ruptura de teto e predizendo o tipo de suporte mais apropriado a ser empregado às várias zonas dentro do depósito, conforme ilustrado no estudo de caso.

The pillar and roof support design should take into account the rock mass mechanical behavior and excavation method (blasting or mechanical excavation). This work aims to improve the approach for roof support design in underground coal mines to reduce the risks of roof failure and determine the adequate roof support for each kind of roof typologies found in the mine area. This design approach is based on geological mapping and geomechanical classification CMRR - Coal Mine Roof Rating. This engineering tool describes qualitatively the geological and geomechanical conditions of the roof rock mass for coal mines to select appropriate roof support. Different classes of CMRR were identified at Barro Branco coal mine. Therefore, based on the CMRR classification it was considered the maximum roof span at crossings, bolt length and bolt load capacity. The methodology is adequate to reduce roof falls and predicting the adequate support for different roof typologies for different zones in the mining.

São freqüentes as diferenças informadas nas análises de parâmetros físico-químicos obtidas por laboratórios do produtor e do consumidor. Contratos comerciais tendem a penalizar o produtor se contaminantes do minério excederem limites preestabelecidos. Diferenças em análises laboratoriais são devidas a diversas fontes de erro, entre elas a amostragem, a preparação e a análise. A teoria da amostragem provém os meios para verificar a precisão e acuracidade de um dado protocolo amostral aplicado a minério desagregado (não in situ). Um procedimento para medição do erro em cada etapa do processo amostral é introduzido e os resultados são comparados ao erro calculado tendo como base a teoria de Gy. Os resultados demonstram a aplicabilidade do método e sua relevância para auditar um protocolo amostral qualquer. A metodologia é ilustrada em um estudo de caso na Mina do Recreio, RS, Brasil.

Discrepancies in raw materials properties informed by both producer and consumer are a common problem in most areas of the industry. Commercial contracts in the mineral industry normally penalize the producer, if contaminants in the ore exceed established limits. Differences in lab analysis are due many sources of error, such as distinct practices used in two laboratories for sampling, preparation or analysis. Sampling theory provides the tools to analyze errors involved in sampling, preparation and analysis. This paper proposes a methodology to check the precision and accuracy of a given sampling protocol emphasizing the application of Gy's sampling theory to broken ore. The results show the applicability of the method and its relevance to audit sampling procedures aiming at error minimization. The methodology is illustrated in a case study at a major coal producer in Brazil.

O planejamento mineiro na indústria carbonífera é tradicionalmente desenvolvido utilizando um modelo geológico construído pela discretização de atributos relevantes (geológicos, de engenharia, etc.) em blocos de lavra. O planejamento da produção é elaborado com base em modelos geológicos 3D representando importantes características, tais como acumulação de carvão, recuperação na planta de beneficiamento além de outras propriedades geoquímicas relevantes para, por exemplo, a caracterização ambiental. Nas operações de lavra com conjuntos mecanizados, as propriedades mecânicas das rochas são julgadas relevantes na medida em que têm influência direta na performance do equipamento. A resistência da rocha e sua abrasividade têm um impacto direto na produtividade do sistema. Dificuldades operacionais podem surgir quando cortadeiras de frente atuam em zonas contendo altas concentrações de concreções piríticas. Em situações extremas, altas concentrações de concreções podem penalizar de tal forma a atuação de conjuntos mecanizados, em termos de custos, que podem tornar impraticável sua operação, se o esquema de avanço não foi corretamente previsto. Esse artigo apresenta uma metodologia de previsão da distribuição espacial de pirita baseada em krigagem. Os resultados provaram ser apropriados baseando-se em uma reconciliação obtida pela comparação de percentagens de pirita versus consumo de bits. Um estudo de caso em um grande depósito de carvão ilustra a metodologia.

Mine planning in the coal industry is traditionally developed using a geological model built by discretising relevant geological and engineering attributes into small blocks. Production scheduling is planned based on a 3D geological model representing important features, such as coal cumulation, coal recovery at the plant and other geochemical properties relevant for environmental characterisation. In coal operations using continuous mining systems, rock mechanics properties are deemed relevant as these properties directly influence equipment performance. Rock mass resistance and its abrasiveness impact directly the system productivity. Operational difficulties may arise when using continuous coal cutters within zones containing high concentrations of pyrite concretions. In extreme situations, high pyrite concentration makes unpractical the use of continuous systems with severe costs penalties if not predicted in advance. This paper presents a methodology to forecast pyrite spatial distribution based on kriging. The results proved to be appropriate based on reconciliation obtained comparing pyrite percentage versus bit consumption. A case study in major coal deposit illustrates the methodology.

O agrupamento preferencial de amostras é freqüente em estudos na área de mineração e geociências. A utilização de amostras para estimativas de parâmetros estatísticos da população requer que a amostragem seja representativa da área de interesse e/ou da população. Tal representatividade pode ser obtida pelo planejamento cuidadoso do sistema ou padrão de amostragem e pode ser questionada sempre que os dados não estejam igualmente dispersos pela área. Nesse estudo, foram utilizadas duas técnicas de desagrupamento: o Método da Poligonal e o Método da Célula Móvel. Analisam-se a aplicabilidade dos métodos e o impacto da amostragem preferencial sobre a estatística básica em dois bancos de dados distintos. O Método da Poligonal forneceu uma resposta direta, única e com metodologia mais facilmente compreensível pelo usuário, contribuindo favoravelmente para sua adoção. Testou-se também o método da entropia estatística para auxiliar na determinação do tamanho de célula mais apropriado, quando utilizado o Método de Células Móveis. Os dois métodos estudados apresentaram resultados estatísticos semelhantes, porém distintos dos parâmetros estatísticos calculados para os dados agrupados, atestando o viés estatístico gerado ao ignorar o efeito do agrupamento preferencial.

Preferential sampling or clustering is frequently found in mining and earth sciences applications. Reliable statistics for a population are obtained when representative samples are available. Such representativeness can be achieved by a proper sample design covering evenly the area. This paper investigates two declustering methods to obtain unbiased statistics where clustered samples are available, namely the polygonal and the cell-declustering method. The impact of clustering is analysed for two different datasets. Polygonal method proved to be simpler as it provides an unique solution easily to be understood by the user. In relation to the cell-declustering method, a methodology to calculate the statistical entropy was implemented to help in determining the most appropriate cell size. The two methods lead to similar declustered statistics. However the final statistics showed a large difference when compared to the statistics obtained for the clustered dataset.

O sucesso de um novo empreendimento de mineração depende muito da recuperação de tonelagens e teores estimados, usando informações obtidas durante campanhas de exploração mineral. Essas estimativas deveriam ser capazes de alertar para possíveis altos riscos na classificação de recursos, possivelmente construídas usando intervalos de confiança associados com cada estimativa. As categorias de recursos minerais são definidas de acordo com o espaçamento entre amostras e com o grau de confiabilidade em cada classe de recurso, a ser medida, indicada e inferida. Vários sistemas de classificação estão disponíveis, mas, para esse estudo, o sistema JORC (Joint Organisation Reserves Committee) foi utilizado. Esse artigo propõe uma metodologia para verificar a incerteza associada com volumes e tonelagens relacionados no inventário de um depósito mineral. Para ilustrar a metodologia, um depósito de carvão no sul do Brasil foi utilizado. Nesse depósito, estavam disponíveis 340 furos de sondagem com dados de espessura e 236 com informações sobre densidade. Os resultados forneceram ferramentas para medida da incerteza baseadas em um procedimento com embasamento teórico.

The success of a new mine depends highly on the recovery of tons and grades estimated using the information gathered during a mineral exploration survey. These estimates should be able to alert for possible risk or uncertainty in resource estimates, possibly built using confidence intervals associated with each estimate. Categories of mineral resources are divided according sample spacing and on the degree reliability at each class of resources, namely measured, indicated and inferred. Various systems of classification are available world wide and for the purpose of this study the JORC (Joint Organization Reserves Committee) system was employed. This paper proposes a methodology to assess uncertainty associated with volume and tonnages reported in a mineral deposit inventory. To illustrate the methodology a coal deposit in South Brazil was used. On this deposit 340 drill holes were available containing coal thickness data and among them 236 contain coal seam specific gravity measurements. The results provided the tools to measure the uncertainty based on a sound theoretical procedure.