o estado de Santa Catarina é responsável por 50% da produção nacional de carvão. A produção de carvão nas carboníferas da região de Criciúma - SC ocorre por meio de mineração subterrânea, utilizando o método de câmaras e pilares. Os sistemas de suportes de teto em mina subterrânea de carvão têm apresentado notáveis mudanças no seu desenvolvimento ao longo da história. Para tanto, atualmente existe uma ampla gama de tipos de suportes ou mecanismos de sustentação. O teto das minas de carvão é composto de rochas sedimentares as quais variam em espessura e em extensão lateral. Além disso, essas rochas apresentam resistência variada e características estruturais distintas. Contudo, o padrão de sustentação geralmente é o mesmo, independente da qualidade do maciço. Esse estudo buscou verificar se o padrão de suporte de teto atualmente empregado na Mina Barro Branco, apresenta-se adequado às distintas condições geológicas e geomecânicas do maciço rochoso que compõe o teto imediato da mina. Para este fim, o teto imediato foi avaliado ao longo de várias seções da mina e as informações foram usadas para classificar o maciço em zonas de acordo com o sistema Coal Mine Roof Rating (CMRR) proposto pelo U.S. Bureauof Minesem 1994. Diferentes índices de CMRRforam identificados e então considerados para definir a largura máxima nos cruzamentos, o comprimentoe a capacidadede carregamento dos parafusos de teto. Estatísticas da mina revelam que caimentos de teto acorreram quando as dimensões e o padrão de suporte empregado estão aquém do mínimo recomendado pelo CMRR. Esta metodologiaprovou ser adequada, minimizando os riscosde ruptura de teto e predizendoo tipo de suporte mais apropriadoa ser empregado às várias zonas dentro do depósito. Estes resultados preliminares devem ser validados em diferentes locais da mina e ajustes secundários devem ser implementados no método principalmente devido ao uso de explosivos no desmonte das rochas.

O setor da extração de rochas ornamentais alimenta um mercado que no Brasil movimenta US$ 2,1 bilhões por ano (Villaschi, 2000). Infelizmente, a maioria das empresas brasileiras que atuam nessa área investe poucos recursos em pesquisas para o planejamento de lavra. Deste modo, são sobretudo as instituições de pesquisa que se encarregam da tarefa de efetuar os estudos necessários para um melhor aproveitamento dos materiais ornamentais extraíveis no País. Esse trabalho, em particular, abordou dois problemas específicos (i) o estudo da variação de cor dos sienitos ornamentais lavrados no Complexo Alcalino de Tunas e (ii) a influência das estruturas na lavra do Sienito Piquiri. Os sienitos extraídos em Tunas (PR) são caracterizados por mostrarem uma variabilidade na coloração. A variedade verde é a mais interessante pela sua raridade como produto natural. Para entender quais são as causas desta variabilidade cromática foram efetuadas observações petrográficas, análises litogeoquímicas e ao microscópio eletrônico de varredura. Mediante as análises foi possível determinar que o conteúdo em ferro pode ser um dos fatores que proporcionam a característica coloração verde nos sienitos de Tunas. Processos de alteração deutérico-hidrotermal são outras possíveis causas que participaram na referida coloração. Os resultados obtidos podem ser utilizados como base para poder hipotizar a localização de novas frentes de lavra de rocha ornamental no CAT ou em maciços geologicamente semelhantes Na lavra do Sienito Piquiri (RS) o controle estrutural do maciço influi decisivamente na recuperação da lavra. O levantamento estrutural convencional aliado ao levantamento de fraturas horizontais por meio de georradar pode auxiliar no processo de blocometria, isto é na determinação de blocos comerciais extraíveis dos maciços rochosos e determinar zonas menos afetadas pelos processos de ruptura. A metodologia adotada revelou-se eficiente para poder aumentar a recuperação e auxiliar no planejamento da lavra.

O dimensionamento de pilares em mineração de carvão, no Brasil, sempre foi considerado conservativo em relação às metodologias e características das camadas que estava sendo lavrada. Torna-se necessário reverter o status-quo existente nesse tema para que a atividade de mineração em carvão se torne mais lucrativa e segura ao mesmo tempo. Problemas geomecânicos, que causaram acidentes fatais, diminuição das reservas de carvão, alto custo de extração e baixa recuperação na lavra são decorrentes ao baixo conhecimento do comportamento geomecânico do maciço rochoso e das metodologias de modelamento geomecânicos. Esse trabalho propõe uma nova técnologia de mapeamento geomecânico e caracterização geomecânica para determinar parâmetros geomecânicos das rochas que formam o sistema piso-pilarteto de uma camada de carvão. O dimensionamento de pilares, então, deve ser baseado nessas informações que alimentam um modelo geomecânico que utiliza métodos numéricos para solucionálos. Dentro do processo de aquisição de informações geomecânicas são propostos novos métodos de mapeamento geomecânico por janela amostral e o cálculo dos índices espaçamento médio e freqüência de descontinuidades. Baseado nas características quantitativas das descontinuidades é proposto o cálculo do RQD* (Rock Quality Designation teórico) para a camada de carvão com base na função de distribuição que se ajusta ao histograma de distribuição do espaçamento de descontinuidades. Esse procedimento refletiu melhor a qualidade do maciço rochoso, baseado no índice RMR (Rock Mass Rating). Considerando-se a qualidade do maciço rochoso e utilizando critérios de rupturas empíricos, foram estimados os parâmetros geomecânicos das rochas que alimentaram os modelos geomecânicos.(Continua)_ Foram gerados modelos numéricos para simular situações reais encontradas na camada Bonito em Santa Catarina e propor um novo paradigma para dimensionamento de pilares, baseado em simulação numérica, considerando todo o entorno do pilar, compreendendo o sistema piso-pilarteto. Os resultados desses modelos são comparados com o monitoramento das deformações dos pilares para confrontar as simulações numéricas com o comportamento geomecânico do maciço insitu. Os resultados apresentaram grande qualidade e concordância com o comportamento dos pilares apresentados no monitoramento das deformações, provando que a metodologia proposta aqui pode ser utilizada em futuros projetos de dimensionamento de pilares.

O sistema de lavra por conjunto mecanizado teve seu apogeu nas décadas de 50 e 60, dando lugar posteriormente ao sistema de mineração com minerador contínuo. No Brasil, conjuntos mecanizados ainda são utilizados em mineração de carvão em subsolo, na região sul de Santa Catarina. O objetivo do trabalho foi desenvolver um sistema computacional onde todas as etapas necessárias à extração do carvão estivessem presentes, incluindo o escoramento de teto, corte de camada, perfuração de frente, carregamento de explosivos e transporte do minério. Para tal, idealizou-se um modelo de simulador para o sistema câmaras e pilares para auxiliar na ordenação da ocupação das frentes de lavra A técnica de simulação utilizada é denominada simulação por eventos discretos é amplamente utilizada em Engenharia de produção. O simulador de produção foi construído e validado de forma a retratar a configuração real do painel, podendo-se alterar alguns parâmetros dos tempos de operação de cada equipamento, de configuração de painel, esquema de turnos de trabalho. Ao final do trabalho, se exemplifica o uso do simulador computacional. / The mechanized mining system for coal had its peak in the 50s and 60s, being later replaced by the continuous mining system. In Brazil, the system with loader and shuttle cars is still used in the underground coal mining in the southern region of Santa Catarina. The aim of this work was to develop a computational system where all necessary stages for the coal extraction were present, including roof support, cutting, drilling, explosive loading and ore transportation. The simulation technique used is called simulation by discrete events and is widely used in engineering. The production simulator was constructed and validated so as to portray the real configuration of the panel, being possible to modify some running time parameters of each equipment, of panel configuration, and of working shifts project. To the end of the work, an example shows the use of the computational simulator.

Em planejamento de lavra, freqüentemente as campanhas de sondagem são complementadas por falta de segurança nas estimativas. Na maioria dos casos, essas sondagens adicionais são locadas sem o uso de qualquer procedimento matemático que indique os locais mais carentes de informação. Essa dissertação propõe uma metodologia fundamentada em simulação estocástica para tratar esse problema. Com a utilização desse método, é possível que seja considerada a variabilidade entre as informações, além da configuração espacial apresentada. Essa metodologia permite gerar várias estimativas equiprováveis do atributo em questão, reproduzindo o histograma e o variograma das informações originais. A variabilidade apresentada pelos conjuntos de n valores equiprováveis, em cada bloco discretizado da jazida, é medida por meio do cálculo de índices de incerteza. Esses índices são calculados após o processo de simulação estocástica por meio da compilação das n estimativas realizadas para cada bloco. Os índices de incerteza considerados nessa dissertação são: (i) variância condicional; (ii) coeficiente de variação condicional e (iii) intervalo entre quartis. A partir da classificação desses índices de incerteza, são identificados os setores que apresentam as maiores variabilidades em suas estimativas. Com essa classificação é possível a confecção de mapas de incerteza que auxiliam na visualização dos setores/blocos mais variáveis da jazida Nesses setores, são adicionadas informações oriundas da escolha aleatória de um dos n valores equiprováveis disponíveis para cada bloco simulado. Por meio dos índices de incerteza e de acordo com a metodologia, são propostas informações adicionais na área considerada, que contribuem na diminuição das incertezas globais e locais. Essa metodologia usa técnicas extremamente robustas, com embasamento teórico muito consistente, atacando diretamente os setores/blocos que apresentam as maiores flutuabilidades nas estimativas. Um estudo de caso em uma jazida de carvão verifica a aplicabilidade do método. Esse estudo, considera a variabilidade nas estimativas de espessura de uma camada carvão.

O presente trabalho faz uso das técnicas básicas de avaliação econômica de projetos de mineração aplicadas a um estudo de caso em jazida de caulim situada às margens do rio Jarí, no Estado do Amapá, Brasil. Essas técnicas foram aplicadas na definição do melhor método de lavra e respectivo equipamento, com base no plano estratégico da Empresa. Também, foi realizado estudo comparativo entre as opções de instalação de um blunger fixo (misturador) ou móvel na área a ser lavrada ou a manutenção da estrutura atual (blunger) localizada na Área 1, zona da atual lavra, de modo que e o minério fosse transportado por caminhões ou transportador de correia da nova jazida, Área 2, até o pré-tratamento em operação nos dias de hoje. Como encaminhamento à solução do problema, exprimiram-se através de fluxogramas as várias combinações de propostas de operação da lavra e pré-tratamento (blunger) e, analisou-se técnica e economicamente cada proposta. Foram quantificados e comparados o investimento inicial e reinvestimento necessários para dez anos de operação da mina, assim como, o custo de operação com equipamento próprio e terceirizado para uma produção anual de 1.650.000t ROM (toneladas de run-of-mine). Na etapa seguinte foram aplicados o DCF (Fluxo de Caixa Descontado) e o Estudo de Sensibilidade. Foi sugerido o aprofundamento desse estudo na direção da instalação de um blunger móvel ou fixo na futura zona de lavra, isto é, na Área 1. Com relação ao equipamento de lavra, esse relatório definiu pela utilização do sistema caminhão – retroescavadeira como o melhor sistema para a descobertura e extração do minério. / This work applies basic techniques of economic evaluation for mining projects to the case study of a kaolin deposit located at the Jari river border, in the state of Amapá, northern Brazil. These techniques were used to determine the best method for ore stripping as well as equipment requirements, according to the strategic plan of the deposit owner. A comparison between installing a stationary or mobile blunger (pre-treatment) on the striping site was also carried out. Otherwise, keeping the current structure (blunger) in the present stripping zone (Area 1) would oblige the use of truck or conveyor to transport the run-of-mine from Area 2 to the existing pre-treatment plant (blunger). Aiming at a solution for the problem, a technical and economical comparison of several proposals for mining and pretreatment (blunger) operations was made. The proposals were quantified and compared regarding the initial investment and reinvestment along ten years of mine operation using either owned or contracted equipment for an annual production of 1,650,000 tm ROM (tons of run-of-mine). In the next step it was applied the DCF (discounted cash flow) analysis and the Sensibility study. It has been suggested the continuity of the feasibility study towards the installation of a blunger, mobile or stationary, inside the future pit (Area 2). As far as the stripping equipment is concerned, the best choice for mine development (overburden) and ore stripping turned out to be the utilization of truck-shovel system.

Existem muitos métodos para estimar custos, e por causa dessa ausência de um método padronizado os avaliadores são obrigados a fazer o que podem para alcançar um resultado satisfatório. Um desses métodos é o Método Paramétrico, onde os custos são derivados de algoritmos gerais (ou curvas) de parametrização. Utilizando esse método, T. Alan O'Hara desenvolveu modelos matemáticos para estimativa de custos em mineração em 1980. O modelo de O’Hara, assim como outros modelos existentes, é baseado em economias estrangeiras. Não existe nenhum modelo de custos conhecido levando-se em conta somente dados brasileiros, por isso desenvolveu-se métodos para criar um fator de ajuste ao se considerar o conjunto de dificuldades estruturais, burocráticas e econômicas que encarecem o investimento no Brasil como a carga tributária alta e os altos custos trabalhistas. Este trabalho baseou-se nos modelos matemáticos de O’Hara para recompilar um modelo de estimativa de custos em projetos de mineração em forma de um software denominado MAFMINE voltado para o mercado brasileiro e chegou-se a resultados interessantes para projetos em fase de estudo conceitual. / There are many methods for estimating costs, and because of this absence of a standard method, evaluators are required to do what they can to achieve a satisfactory result. One of these methods is the Parametric Method, where costs are derived from general algorithms (or curves). Using this method, T. Alan O'Hara developed mathematical models to estimate costs in mining in 1980. The O'Hara Model, as well as other existing models, is based on foreign economies. There is no cost model using or based in Brazilian data, so because of this was developed methods to create an adjustment factor when considering all the structural, bureaucratic and economic difficulties that makes investments in Brazil more expensive. Thus, this work was based on O’Hara’s mathematical models to develop a model to estimate costs in mining projects in Brazil. The result was a cost estimating software called MAFMINE, which came up with interesting results for projects in conceptual phase.

Todos os dados disponíveis devem ser usados para construir um modelo geostatístico. Em mineração subterrânea, os dados possuem diferentes suportes: dados de furos de sondagem são definidos em um suporte quase pontual, enquanto que dados de produção representam toneladas de minério lavradas durante um período de tempo. Devido à diferença de suporte, os dados de produção são frequentemente ignorados para atualizar o modelo de blocos de teores. Nesta dissertação, a abordagem de krigagem de blocos é proposta para combinar essas duas fontes de informação (dados em suporte pontuais e volumétricos). Um cenário sintético de mineração subterrânea é apresentado. Dois cenários de estimativa são analisados: o primeiro considera apenas dados de furos de sondagem, enquanto que o segundo considera dados de sondagem e de produção. Os resultados mostram que o uso de dados de produção melhora a estimativa de teores. A melhoria é mais pronunciada onde as amostras de sondagem estão localizadas esparsamente. / All available data should be used to build a geostatistical model. In underground mining, data have different support volumes: drillhole data are defined at a quasi-point support, while production data represent tonnes of ore mined during a period of time. Due to the support difference, production data is frequently ignored to update the block grade model. In this dissertation, the block kriging approach is proposed to combine these two sources of information (point and volumetric support data). A synthetic underground mining case is presented. Two estimation scenarios are evaluated: the first considers only drillhole data, while the second considers both drillhole and production data. Results show that the use of production data improves grade estimation. The improvement is more pronounced where diamond drillholes are sparsely located.

O sistema de lavra por conjunto mecanizado teve seu apogeu nas décadas de 50 e 60, dando lugar posteriormente ao sistema de mineração com minerador contínuo. No Brasil, conjuntos mecanizados ainda são utilizados em mineração de carvão em subsolo, na região sul de Santa Catarina. O objetivo do trabalho foi desenvolver um sistema computacional onde todas as etapas necessárias à extração do carvão estivessem presentes, incluindo o escoramento de teto, corte de camada, perfuração de frente, carregamento de explosivos e transporte do minério. Para tal, idealizou-se um modelo de simulador para o sistema câmaras e pilares para auxiliar na ordenação da ocupação das frentes de lavra A técnica de simulação utilizada é denominada simulação por eventos discretos é amplamente utilizada em Engenharia de produção. O simulador de produção foi construído e validado de forma a retratar a configuração real do painel, podendo-se alterar alguns parâmetros dos tempos de operação de cada equipamento, de configuração de painel, esquema de turnos de trabalho. Ao final do trabalho, se exemplifica o uso do simulador computacional. / The mechanized mining system for coal had its peak in the 50s and 60s, being later replaced by the continuous mining system. In Brazil, the system with loader and shuttle cars is still used in the underground coal mining in the southern region of Santa Catarina. The aim of this work was to develop a computational system where all necessary stages for the coal extraction were present, including roof support, cutting, drilling, explosive loading and ore transportation. The simulation technique used is called simulation by discrete events and is widely used in engineering. The production simulator was constructed and validated so as to portray the real configuration of the panel, being possible to modify some running time parameters of each equipment, of panel configuration, and of working shifts project. To the end of the work, an example shows the use of the computational simulator.

Existem muitos métodos para estimar custos, e por causa dessa ausência de um método padronizado os avaliadores são obrigados a fazer o que podem para alcançar um resultado satisfatório. Um desses métodos é o Método Paramétrico, onde os custos são derivados de algoritmos gerais (ou curvas) de parametrização. Utilizando esse método, T. Alan O'Hara desenvolveu modelos matemáticos para estimativa de custos em mineração em 1980. O modelo de O’Hara, assim como outros modelos existentes, é baseado em economias estrangeiras. Não existe nenhum modelo de custos conhecido levando-se em conta somente dados brasileiros, por isso desenvolveu-se métodos para criar um fator de ajuste ao se considerar o conjunto de dificuldades estruturais, burocráticas e econômicas que encarecem o investimento no Brasil como a carga tributária alta e os altos custos trabalhistas. Este trabalho baseou-se nos modelos matemáticos de O’Hara para recompilar um modelo de estimativa de custos em projetos de mineração em forma de um software denominado MAFMINE voltado para o mercado brasileiro e chegou-se a resultados interessantes para projetos em fase de estudo conceitual. / There are many methods for estimating costs, and because of this absence of a standard method, evaluators are required to do what they can to achieve a satisfactory result. One of these methods is the Parametric Method, where costs are derived from general algorithms (or curves). Using this method, T. Alan O'Hara developed mathematical models to estimate costs in mining in 1980. The O'Hara Model, as well as other existing models, is based on foreign economies. There is no cost model using or based in Brazilian data, so because of this was developed methods to create an adjustment factor when considering all the structural, bureaucratic and economic difficulties that makes investments in Brazil more expensive. Thus, this work was based on O’Hara’s mathematical models to develop a model to estimate costs in mining projects in Brazil. The result was a cost estimating software called MAFMINE, which came up with interesting results for projects in conceptual phase.