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