Scielo RSS <![CDATA[Rem: Revista Escola de Minas]]> vol. 67 num. 4 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> <link></link> <description/> </item> <item> <title><![CDATA[<b>As terras-raras no cenário econômico mineral</b>]]> This article will focus on some relevant aspects of rare earths within the context of the mineral economy. It starts with a conceptual presentation of rare earths addressing both governmental actions, and the private sector. Then, briefly describes their chemical characteristics and their main applications. Finally, more emphasis will be given about some economic aspects: the supply chain structure, the mineral reserves, the production profile, the demand, supply and price analyses, both in the international and Brazilian contexts, and the exports and imports, highlighting China's participation in the rare earth market and concluding with the existence of a Chinese monopoly in the production of this product.<hr/>O presente artigo versará sobre alguns aspectos pertinentes às terras-raras dentro do contexto da economia mineral. Iniciará por uma apresentação conceitual das terras-raras abordando ações, tanto governamentais, quanto do setor privado. Em seguida, descreverá, brevemente, suas características químicas e suas principais aplicações. Por fim, será explanado, com mais ênfase, alguns aspectos econômicos: a estruturação da cadeia produtiva, as reservas minerais, o perfil da produção, análise de demanda e oferta e os preços, tanto no contexto internacional, quanto no brasileiro, assim como as exportações e as importações. O artigo destaca a participação da China no mercado de terras-raras abordando, ainda, a existência de monopólio chinês na produção desse minério. <![CDATA[<b>Avaliação da NRM-20 como diretriz e como instrumento de implemento do fechamento da mina no Brasil</b>]]> This paper assesses the effectiveness of the NRM-20 as a guideline and a enforcement tool to mine closure in Brazil; assesses the analysis criteria and approval procedures adopted by DNPM to base their decisions on mine closure issues, and looks for gaps in the NRM-20 regarding technical, legal, environmental and socio-economic issues. The study was based on administrative mining proceedings deposed DNPM of Minas Gerais. Were assessed 32 mining proceedings. The study shows clear evidence that DNPM does not have specific criteria to guide the technical analysis of the closure plans required for, which makes the analysis subject to a personal interpretation. This study supports the conclusion that after twelve years of its publication, the NRM-20 lacks in proper regulating and guiding mine closure in Brazil.<hr/>Esse artigo avalia a eficácia da NRM-20 como uma diretriz e um instrumento de execução do fechamento de mina no Brasil. Avalia os critérios de análise e procedimentos de aprovação adotados pelo DNPM, para basear suas decisões sobre questões de fechamento de minas, e procura por falhas na NRM-20, em relação a questões técnicas, legais, ambientais e socioeconômicas. O estudo baseou-se em processos administrativos de mineração depositados no DNPM de Minas Gerais. Foram analisados 32 processos de mineração. O estudo mostra que o DNPM não tem critérios específicos para orientar a análise técnica dos planos de fechamento, o que torna o tema de análise uma interpretação pessoal. Esse estudo permite concluir que, após doze anos de sua publicação, a NRM-20 carece de protocolos de análises e de diretrizes que orientem o fechamento de minas no Brasil. <![CDATA[<b>Perspectivas da produção de óleo e gás pelo método de fraturamento hidráulico</b>]]> Hydraulic fracturing emerges currently, all over the world, as one of the more strategic techniques used by companies in the oil exploitation sector. This technique is characterized by its high productivity and profit in relation to conventional methods of hydrocarbon exploitation. However, in many countries, as is the case of Brazil, there are several divergences considering the employment of this methodology. Many renowned researchers attest that there are several irreversible environmental impacts generated by the use of this methodology. Among the main environmental impacts are the risk of groundwater level contamination, the risk of surface subsidence, and the risk of the environment contamination with fluids used in the process of the oil and gas extraction.<hr/>A técnica de estimulação por fraturamento hidráulico desponta, atualmente, como uma das principais estratégias utilizadas pelas empresas do setor de exploração de petróleo para o aumento da sua produção. Contudo, em alguns países, como é o caso do Brasil, existem discordâncias quanto à empregabilidade desse método, tendo em vista, sobretudo, os prováveis riscos que podem estar associados à utilização do mesmo. Verificou-se que, em relação à questão econômica, as principais vantagens estão relacionadas ao aumento da produtividade. Contudo os pesquisadores salientam que as principais desvantagens em relação a esse método estão relacionadas às questões ambientais. Entre os principais riscos, estão a possibilidade de contaminação da água e do solo, os riscos de subsidência, a contaminação do meio com os fluidos provenientes desse processo, entre outros. <![CDATA[<b>Modelo matemático e algoritmo de apoio para auxílio ao sequenciamento e à programação de lavra com alocação de equipamentos de carga</b>]]> This paper focuses on the sequencing and scheduling problem of open pit mining, with the allocation of loading equipment considering a medium-term horizon. This study considers the existence of a heterogeneous loading equipment fleet and two types of mineable material, namely ore or waste rock. For the mining of ore, the following requirements are taken under consideration: the mixture quality, a crusher, the processing plant capacity and a stockpile, called ROM stockpile. In this context, we present a mathematical model in mixed integer linear programming, supported by an algorithm that is responsible for moving the time horizon at each model run, aiming to generate mining orders resolved with optimality. Together, these orders describe the loading equipment mining plan.<hr/>Esse trabalho tem seu foco no problema de sequenciamento e programação da lavra em mina a céu aberto com a alocação de equipamentos de carregamento, considerando um período de médio prazo. Nesse estudo, considera-se a existência de uma frota heterogênea de equipamentos de carga e de dois tipos de materiais lavráveis, sendo minério ou estéril. Para a lavra de minério, são contemplados requisitos de qualidade da mistura, um britador, capacidade da usina de beneficiamento e uma pilha de estoque, denominada pilha de ROM. Nesse contexto, apresenta-se um modelo matemático em programação linear inteira mista, apoiado por um algoritmo responsável por mover o horizonte de tempo, a cada execução do modelo, com intuito de gerar ordens de lavra resolvidas com otimalidade. Juntas, essas ordens descreverão o plano de lavra dos equipamentos de carga. <![CDATA[<b>Uma proposta para determinar cava final utilizando Ford Fulkerson</b>]]> The present study is focused on mining planning with an emphasis on the graph theory model proposed by Lerchs-Grossmann. The original paper published by Lerchs-Grossmann about determination of optimum final pit does not report the computational algorithm to solve the problem. This paper discusses and presents an algorithm based on the maximum flow graph computational work from Ford Fulkerson. The main steps for solving the problem and the results of the two-dimensional models are discussed.<hr/>O presente trabalho tem como foco o planejamento de lavra com ênfase no modelo da teoria dos grafos de Lerchs-Grossmann. O trabalho publicado pelo autor em que se discute o teorema para a determinação da cava final ótima não apresenta o algoritmo computacional para resolver o problema. Esse trabalho apresenta um algoritmo baseado no fluxo máximo dos grafos como discutido no trabalho computacional de Ford Fulkerson. Serão apresentados os passos principais para resolução do problema e os resultados dos testes realizados para modelos bidimensionais. <![CDATA[<b>Novo modelo constitutivo para fluência de rochas evaporíticas</b>]]> Drilling and stabilizing oil wells are important technological challenges for developing the Brazilian Pre-Salt deposits due to creep behaviour of salt rocks, which results in well closure and collapse. The objectives of this work are to analyse the currently used creep models and to propose a new empirical model that comprehends the three creep stages. This work suggests that a deep interpretation of Burger's rheological model, based on the physical parameters of creep phenomenon, should be investigated. The problem of the explicit presence of time in creep strain rate models is discussed. The new proposed model is able to reproduce models that describe the transient and the steady-state creep stages. However, its calibration should be careful, based on data from all these creep stages.<hr/>A perfuração e a estabilidade dos poços são importantes desafios tecnológicos para o desenvolvimento da província petrolífera do Pré-Sal brasileiro, graças à fluência das rochas evaporíticas, que provoca o fechamento e o colapso dos poços de pesquisa e de produção. Os objetivos desse trabalho são a análise dos modelos de fluência atualmente utilizados e a proposta de um novo modelo empírico, que compreenda todas as fases da fluência. É proposto que uma melhor interpretação do modelo reológico de Burger, baseada nos mecanismos físicos que regem a fluência, seja investigada. Uma discussão sobre o problema da presença explícita do tempo na formulação da taxa de deformação por fluência é revista. O novo modelo proposto é capaz de replicar modelos que representam a fluência primária e secundária, porém sua calibração deve ser criteriosa, com dados de todas essas fases da fluência. <![CDATA[<b>Metodologia para determinação de curva granulométrica de rom</b>]]> A methodology to determine the size distribution curve of the ROM was developed in a Brazilian iron ore mine. The size of the larger fragments was determined taking photographs and setting the scale of the images to analyze their dimensions (length of their edges and areas). This was implemented according to a specific protocol of sampling that involves split and homogenization stages in situ of a considerable quantity of ore (about 259 metric tonnes). During the sampling process, larger fragments were separated and smaller size material was screened. The methodology was developed initially in order to preview the performance of a primary gyratory crusher that is fed directly from trucks. Operational conditions of the equipment such as closed and open-side settings could be adjusted previously, obtaining different product size distributions. Variability of size of the fragments affects subsequent stages of crushing and can increase circulating load in the circuit. This leads to a decrease of productivity or recovery of the ore dressing. The results showed insignificant errors of accuracy and reproducibility of the sampling protocol when applied to friable itabirite rocks.<hr/>A metodologia para determinar a curva granulométrica de ROM foi desenvolvida em uma mina de ferro localizada no Brasil. O tamanho dos blocos maiores foi determinado a partir de fotografias, por meio das quais foi definida uma escala para analisar as dimensões dos blocos (comprimento e área). Isso foi implementado de acordo com um protocolo de amostragem específico, que envolve etapas de divisão e de homogeneização in situ de uma considerável quantidade de minério (cerca de 259 toneladas). Durante o processo de amostragem, os blocos maiores foram segregados, para mensuração, por análise de imagens, enquanto que os de menor tamanho foram peneirados. A metodologia foi desenvolvida para avaliar, inicialmente, o desempenho de um britador giratório, alimentado por basculamento direto, a partir de caminhões. Condições operacionais desse tipo de equipamento, tais como configurações das aberturas de posição aberta (APA) e de posição fechada (APF), podem ser ajustadas previamente, permitindo, assim, a obtenção de diferentes distribuições de tamanho de produto. A variabilidade de tamanho dos fragmentos afeta diretamente os estágios seguintes de britagem, podendo causar um aumento significativo na carga circulante do circuito. Isto leva a uma diminuição da produtividade e recuperação nas etapas posteriores. Os resultados de granulometria de ROM mostraram erros de reprodutibilidade e viés desprezíveis para o protocolo de amostragem desenvolvido, aplicado em itabirito friável. <![CDATA[<b>Gráfico de estabilidade aplicado ao contexto geomecânico brasileiro</b>]]> Empirical methods should be restricted to situations similar to the circumstances used for their development. The Stability Graph Method, first proposed by Mathews et al. (1981) and later modified by Potvin (1988), was based on data from Canadian and Australian mines. Therefore, there is no evidence of their use in the Brazilian geomechanical context. The Stability Graph Method is intended to design a stable open stope in mines using the Sublevel Stoping Mining method. The present study investigates the applicability of the methods in Sublevel Stoping Brazilian mines. This is a contribution to the validation of the use of the methods in the Brazilian geomechanical context.<hr/>Qualquer método empírico tem sua aplicabilidade restrita a situações onde há semelhanças com os dados utilizados para sua elaboração. O Método do Gráfico de Estabilidade, proposto primeiramente por Mathews et al. (1981) e posteriormente modificado por Potvin (1988), foi desenvolvido a partir de dados relativos a minas canadenses e australianas. O Método do Gráfico de Estabilidade tem a finalidade de estimar as dimensões para um realce estável em minas que utilizam o Método de Lavra Sublevel Stoping. Portanto não há evidências de que sua utilização, no contexto geomecânico brasileiro, permita uma boa estimativa das dimensões do realce. O presente trabalho buscou evidências para aplicação dos métodos em minas de Sublevel Stoping brasileiras. Esta é uma contribuição para a validação da utilização do método no contexto geomecânico brasileiro. <![CDATA[<b>Diagnóstico do estado de projeto, construção e manutenção de estradas de mina de minério de ferro no Quadrilátero Ferrífero</b>: <b>caso complexo de Itabira</b>]]> Although mine haul roads only provide support for mining activities, their role can be quite significant in any effort to optimize transportation with trucks in open pit mining. In 2009, an inventory about the design, construction and maintenance conditions of these structures in mines in the Quadrilátero Ferrífero was undertaken through a partnership between a large mining company and UFOP. Although the conditions of the roads could be considered broadly satisfactory, several points with potential for improvement were observed. This partnership was recently resumed on enlarged bases for an upgrade, but with a quantitative approach and in a representative mine. The report of this mine haul road diagnosis with a feedback on how we can do more and better for mine haul roads are presented in this work.<hr/>Embora as estradas de mina sejam apenas apoio para as atividades de mineração, seu papel pode ser bastante significativo em qualquer esforço de otimização do transporte na lavra a céu aberto realizado com caminhões. Em 2009, um inventário sobre as condições de projeto, construção e manutenção dessas estruturas em minas no Quadrilátero Ferrífero foi realizado através de uma parceria entre uma grande empresa de mineração e a UFOP. Embora as condições das vias pudessem ser consideradas, em geral, satisfatórias, vários pontos com potencial de melhoria foram observados. Essa parceria foi retomada recentemente com bases ampliadas, para uma atualização, porém com uma abordagem quantitativa e em uma mina representativa daquele universo. O relato desse diagnóstico com comentários de como se pode fazer mais e melhor para as estradas de mina é apresentado nesse trabalho. <![CDATA[<b>O efeito da acumulação em 2D em estimativas de minério fosfático</b>]]> The geological modeling of stratiform deposits can become very complex, often making use of geological envelopes of small thickness and requiring the use of subblocks (based on Cartesian coordinates) to produce a coherent block model. However, geological events after the formation of the deposit (folds, faults, etc.) can change the direction of spatial continuity of certain attributes, with the mixing of samples belonging to different formation eras (in the case of stratiform deposits) in the same elevation. This study presents a solution for deposits with stratigraphic grades combined with samples of different origins. The solution is a two-dimensional estimate obtained by accumulating the thicknesses of P2O5 in a phosphate deposit (as compared to traditional statistical analysis in three dimensions).<hr/>A modelagem geológica de depósitos estratiformes pode-se tornar muito complexa, muitas vezes fazendo uso de envelopes geológicos de pequena espessura e exigindo o uso de sub-blocos (com base em coordenadas cartesianas) para produzir um modelo de blocos coerente. No entanto, eventos geológicos após a formação do depósito (dobras, falhas, etc.) podem mudar a direção da continuidade espacial de certos atributos, com mistura de amostras pertencentes a épocas de formação geológicas diferentes (no caso de depósitos estratiformes) na mesma elevação. Esse estudo apresenta uma solução para depósitos com teores estratigráficos combinados com amostras de diferentes origens. A solução é uma estimativa bidimensional obtida pela acumulação da espessura de P2O5 em um depósito de fosfato (em comparação com a análise estatística tradicional em três dimensões). <![CDATA[<b>Algoritmo Fuzzy para agrupamento numérico de descontinuidades em famílias</b>]]> The clustering of discontinuity sets is not always a trivial task, especially when only the pole density diagram is used, the classical method. This process is extremely subjective since the size of the counting circle, the pole overlapping, and the presence of outliers between families make it difficult to define their characteristics. In these cases, it is useful to apply numerical and classical methods together. For that, this article proposes an algorithm based on the Fuzzy K-means method that allows the clustering of the discontinuities without the influence of these factors. The algorithm had its results compared to two fracture sets studied in literature and it has proved its efficiency.<hr/>O agrupamento de descontinuidades em famílias nem sempre é uma tarefa trivial, particularmente quando se utiliza apenas o diagrama de densidade de polos, método clássico. Este é extremamente subjetivo, uma vez que o tamanho da área da célula de contagem, a sobreposição de polos e a presença de outliers entre as famílias dificultam a definição de suas características. Nesses casos, é útil a aplicação de métodos numéricos em consonância com o método clássico. Para isso, esse trabalho propõe um algoritmo baseado no Método Fuzzy K-means, que permite reunir as descontinuidades em famílias sem a influência desses fatores. O algoritmo teve seus resultados comparados com dois conjuntos de fraturas estudados na literatura e demonstrou-se eficiente. <![CDATA[<b>Avaliação da logística de uma mina subterrânea utilizando simulação</b>]]> This paper describes a logistic study about an underground gold mine, belonging to AngloGold Ashanti, where four different layout options could be applied to the tunnels, and also different transportation strategies. Each evaluated layout had its own configuration for shaft and truck fleets. The study was made individually for each year of the mine operation life, determining the necessary transportation capacity to achieve the planned production for that year. Due to the very restrictive traffic options in the tunnels, a framework was developed to represent the tunnels and traffic rules in a discrete-event simulation model. The results pointed the scenario with the lowest necessary transportation capacity to achieve the planned production.<hr/>Esse artigo descreve o estudo de logística de uma mina subterrânea, pertencente à AngloGold Ashanti, em que quatro alternativas de transporte foram estudadas. Cada alternativa teve uma configuração específica para frota, silos e poço. O estudo foi feito individualmente para cada ano de operação da mina e determinou a capacidade de transporte necessária para se atingir a produção planejada naquele ano. Devido à especificidade do transporte e regras de tráfego do modelo, optou-se por utilizar o software de simulação ARENA. Os resultados apontaram o cenário com o menor número de frota e a maior capacidade de transporte para realizar o plano de produção.