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Aplicação do Arena na Simulação deOperações em Lavra SubterrâneaMina de Vazante – Votorantim Metais
Sumário•   Apresentação da Votorantim Metais e Mina de Vazante;•   Contexto;•   Objetivos;•   O modelo;•   Apoio Paragon• ...
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Apresentação da empresa   Mina de Vazante – Histórico1951 – Descoberta de minério de Zinco em Vazante1956 – Fundação da Co...
Apresentação da empresaMina de Vazante
Contexto                   Mina de Vazante – Método de lavraVRM (Vertical Retreat Mine)Aplicado a corpos de minério com in...
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Contexto               Os projetos              • Queda de teores(Zn%) do recurso mineral;              • Redução da espes...
Contexto         Produção Minério e desenvolvimento                                                                 Realiz...
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Contexto           Estudos para lavra em veios estreitos(lavra seletiva)Extremo Norte                                     ...
Objetivo                   Simulações com ArenaAvaliação de taxas de produção através de simulações em Arena para:•   Dife...
O modelo   Ciclo de Lavra          Desenvolvimento                                   CabeamentoEnchimentocom estéril      ...
O modelo           Ciclo de Desenvolvimento                                 Perfuração       Carregamento                 ...
O modelo                  Sistemas simulados (VRM x SLRM) Método de lavra VRM (Vertical Retreat Mine)        Método de lav...
O modelo                                  Sistemas simulados (VRM x SLRM)         Método de lavra VRM (Vertical Retreat Mi...
O modelo  Estrutura geral do sistema              Interface                                            Simulador          ...
O modeloMatriz de inputs – Parâmetros operacionais
O modeloMatriz de inputs – Parâmetros da Frota         Sandivik Cabolt         Numero de Cabolts                       nº ...
O modelo               Relacionamento entre variáveis                                 Método                              ...
O modelo                          Período de simulaçãoCenário                               Unidade Ano 1 Ano 2 Ano 3 Ano ...
Apoio Paragon• Contrato para o desenvolvimento de vários projetos;• Engenheiro da Paragon em tempo integral na Votorantim;...
Esquema Animação                    Operações                   Lavra Realce                   Cabeamento                 ...
Animação Modelo
Resultados              Cenários simulados•   Foram simulados os cenários para realces com espessura > 3m variando:     – ...
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Resultados                                 Comparação entre cenários com variações de frota               Taxa de produção...
Conclusões•   Permite analisar taxas de produção para método de lavra ainda não praticado na    mina;•   Resultados para o...
Próximos Passos•   Simular operações de desenvolvimento;•   Realizar simulações para lavra em veios estreitos;•   Avaliar ...
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Para mais informaçõesPhone 55 11 3849 8757Fax 55 11 3845 4967contato@paragon.com.brwww.paragon.com.br
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  1. 1. Aplicação do Arena na Simulação deOperações em Lavra SubterrâneaMina de Vazante – Votorantim Metais
  2. 2. Sumário• Apresentação da Votorantim Metais e Mina de Vazante;• Contexto;• Objetivos;• O modelo;• Apoio Paragon• Animação gráfica;• Resultados;• Conclusões;• Próximos passos.
  3. 3. Apresentação da empresa Votorantim industrial Votorantim Industrial (VID) VC VM VS(Brazil and LATAM) (Brazil) (Brazil) (Brazil)(4) VCNA ZN AL NI Acerbrag (North America) (Argentina) Cajamarquilla (Peru) APDR (Colombia)(3)(Portugal & EMS)(1) Peru(2)
  4. 4. Apresentação da empresa Votorantim Industrial – atuação em mais de 20 países Metals Cement Pulp EnergyLong Steel
  5. 5. Apresentação da empresa Votorantim Metais – Negócio Zinco Coldwater Michigan, US Austria Metallurgy Austria Product: Metallic Zinc Sales office Changsu Clarksville China Tennesse – US Metallurgy Metallurgy Product: Zinc Oxide Product: Zinc Oxide Millington Tennesse – US Shanghai USA Metallurgy China Product: Zinc Oxide Sales officeHoustonTexas, USCommercial Office and Metallurgy Morro AgudoProduct: Metallic Zinc and zinc Minas Gerais, Brazilpowder Mining and Mineral Process Product: Concentrate Peru Brazil Vazante Minas Gerais, Brazil Mining and Mineral Process Product: ConcentrateCajamarquilla Três MariasLima, Peru Minas Gerais,BrazilMetallurgy MetallurgyProduct: Metallic Zinc Product: Metallic Zinc São Paulo Juiz de Fora São Paulo, Brazil Minas Gerais,Brazil Metallurgy Head office Product: Metallic Zinc
  6. 6. Apresentação da empresa Mina de Vazante - Localização ParacatuVazante Três Marias Belo Horizonte Rio de Janeiro
  7. 7. Apresentação da empresaMina de Vazante - Localização Unidade UnidadeVazante
  8. 8. Apresentação da empresa Mina de Vazante – Histórico1951 – Descoberta de minério de Zinco em Vazante1956 – Fundação da Companhia Mineira de Metais - CMM1961 – Início das pesquisas em Vazante1969 – Produção em escala industrial (Mina Céu Aberto)1983 – Início de implantação da lavra subterrânea1993 – Produção em escala industrial (Mina Subterrânea)2005 – CMM passa a se chamar Votorantim Metais (VM)
  9. 9. Apresentação da empresaMina de Vazante
  10. 10. Contexto Mina de Vazante – Método de lavraVRM (Vertical Retreat Mine)Aplicado a corpos de minério com inclinação maior que 40o.Principal método de lavra utilizado na mina(85%).Também é utilizado o corte e aterro em corpos com menores inclinações
  11. 11. % 10 15 20 25 30 35 40 0 5 2900 2625 2500 2375 2250 2125 2000 1875 1750 1625 Contexto 1500 1375 Os desafios 1250 1125 1000 875 sul 750 625 500 375 275ZNW 150 25 Teor x perfil 100FE distancia (m) 225 350 475 600 725 850 norte 975 1100 1225 1350 1475 1600 1725 1850 1975 2100 2225 2425 2550 2675 2800
  12. 12. Contexto Os projetos • Queda de teores(Zn%) do recurso mineral; • Redução da espessura do recurso mineral; • Déficit de desenvolvimento da mina em anos anteriores;Os Desafios • Queda de receita em função de menor quantidade de Zinco produzido; • Aumento da diluição na lavra, reduzindo teores e elevando o custo do processo; • Redução da reserva mineral liberada para produção;Os Efeitos • Maior necessidade de desenvolvimento da mina antecipando investimentos; • Aumento da taxa de lavra evitando queda de produção de Zinco? • Aumento da taxa de desenvolvimento para liberação mais rápida de reserva mineral? • Lavra seletiva para aumento dos teores(Zn%) visando redução de custo?Possíveis • Método de lavra com menor demanda de desenvolvimento?Soluções?
  13. 13. Contexto Produção Minério e desenvolvimento Realizado Planejamento QuinquenalDesenvolvimento - Metros2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016Produção Minério – Mton ROM2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
  14. 14. Contexto Estudos para mudança de método de lavraDesenvolvimento do Projeto Extremo Norte para método de lavra VRM (Vertical Retreat Mine) Design Atual Desenvolvimento do Projeto Extremo Norte para método de lavra SLRM (Sublevel Retreat Mine) Design Proposto Redução de 30% no desenvolvimento
  15. 15. Contexto Estudos para lavra em veios estreitos(lavra seletiva)Extremo Norte Sucuri Norte Sucuri Rampa X Bocaina Lumiadeira 10 km Distribuição de espessuras 35% 30% 25% Freqüência (%) 20% 15% 10% 5% 0% < 1,5 1,5 - 3,0 3,0 - 5,0 > 5,0 Espessura (m) Planejamento de stopes com espessura operacional mínima de 1,5m
  16. 16. Objetivo Simulações com ArenaAvaliação de taxas de produção através de simulações em Arena para:• Diferentes métodos de lavra;• Variações nas características geológicas (espessura do corpo de minério);• Variações de frota;• Variações de parâmetros operacionais: – Taxas de perfuração em rocha; – Comprimento dos furos; – Malha de perfuração; – Velocidades de deslocamento dos equipamentos; – Capacidade dos equipamentos de carregamento e transporte; – Disponibilidade e utilização dos equipamentos; – Regime de trabalho (horas disponíveis por turno);
  17. 17. O modelo Ciclo de Lavra Desenvolvimento CabeamentoEnchimentocom estéril Perfuração e desmonte Topografia Limpeza e transporte do minério
  18. 18. O modelo Ciclo de Desenvolvimento Perfuração Carregamento Detonação Ventilação Topografia Limpeza e transporte Estabilização SaneamentoTirantes
  19. 19. O modelo Sistemas simulados (VRM x SLRM) Método de lavra VRM (Vertical Retreat Mine) Método de lavra SLRM (Sub level Retreat Mine) Cenário 1 - (Stopes > 3m espessura)* Cenário 2 - (Stopes > 3m espessura)* Cenário 3 - (Stopes > 1,5m espessura) Cenário 4 - (Stopes > 1,5 espessura)* Cenários já simulados
  20. 20. O modelo Sistemas simulados (VRM x SLRM) Método de lavra VRM (Vertical Retreat Mine) Método de lavra SLRM (Sub level Retreat Mine) Comprimento ̴ 300 m Comprimento (padrão 60 m) Espessura Minério Minério Espessura Pilar Minério Pilar GM – Galeria de Minério Avanço de Lavra Avanço de Lavra Travessa Ponto de Carga GT – Galeria de Transporte a mp RaRa mp aCiclo de lavra Slot Leques (3-5) Perfuração PerfuraçãoCabeamento Slot Enchimento Leques Desmonte Limpeza Desmonte Limpeza
  21. 21. O modelo Estrutura geral do sistema Interface Simulador InterfaceMétodo Input Indicadores Lavra Realce Outputde Lavra Específicos Cabolt Taxas deSequência Produção Simba de Lavra Produtividades NormetParâmetros LHD Modelo Arena %Dos Realces Disponibilidade Rendimento Caminhão 6:00 hs 14:00 hs 22:00 hs 1h 2h 2h 6h 6h 6h 24h Turno de trabalho
  22. 22. O modeloMatriz de inputs – Parâmetros operacionais
  23. 23. O modeloMatriz de inputs – Parâmetros da Frota Sandivik Cabolt Numero de Cabolts nº 2 Metros cabeados/hora m/h 18 Disponibilidade (%) 55 Simba Atlas Copco M6C e S7 Numero de Simbas nº 2 Metros perfurados/hora m/h 17.8 Disponibilidade (%) 63 LHD CAT R-1700 Numero de LHD nº 2 Velocidade média km/h 10 Tempo de ataque ao monte de minério min 1 Tempo de Basculamento min 1 Disponibilidade (%) 75 Tonelagem/ciclo LHD t/ciclo 12.5 Caminhões Volvo A-30 Numero de Caminhoes nº 6 Velocidade média km/h 15 Tempo de Basculamento min 1 Tonelagem/ciclo t/ciclo 28 Disponibilidade (%) 85
  24. 24. O modelo Relacionamento entre variáveis Método Método Método VRM SLRMEspessura 1.5 mts 2 mts 2.5 mts 3 mtsComprimento 60 mts 100 mts 150 mts 200 mts 250 mts 300 mts Interface Etapa do Cabeamento Slot Perfuração Carregamento Limpeza Explosivos CicloParâmetros Indicadores Específicos Produtividade Disponibilidade UtilizaçãoOperacionaisTempos por STempo/Etapa Etapa = Tempo/Realce Modelo Arena Taxa de Taxa Produçao TPD
  25. 25. O modelo Período de simulaçãoCenário Unidade Ano 1 Ano 2 Ano 3 Ano 4 Ano 5 Ano 6 Ano 7 Ano 8 Ano 9 Ano 10 Ano 11 Ano 12 Total Run of Mine t 0 0 106,743 160,329 159,890 159,890 159,891 160,329 159,890 159,890 159,891 29,884 1,416,628 Teor de Zinco ROM % 0.00 0.00 14.06 13.95 13.00 12.98 12.51 12.00 11.00 10.23 8.74 10.05 11.94 1 Zinco Contido t 0 0 13,437 20,022 18,603 18,581 17,899 17,219 15,741 14,639 12,509 2,689 151,338 Metros de Desenvolvimento m 563 999 1,245 1,303 1,499 1,487 585 0 0 0 0 0 7,681 Run of Mine t 0 0 100,279 160,327 154,164 159,890 159,891 160,329 159,891 159,890 159,891 46,844 1,421,396 Teor de Zinco ROM % 0.00 0.00 15.34 14.62 13.50 13.50 12.00 11.00 10.00 9.00 9.52 12.97 11.94 2 Zinco Contido t 0 0 13,768 20,974 18,627 19,319 17,172 15,784 14,310 12,879 13,619 5,440 151,892 Metros de Desenvolvimento m 452 624 1,289 1,026 1,210 469 0 0 0 0 0 0 5,071 Run of Mine t 0 0 109,775 160,329 159,891 159,890 159,891 160,328 159,891 51,401 0 0 1,121,396 Teor de Zinco ROM % 0.00 0.00 15.50 15.20 12.82 12.80 12.80 12.83 11.32 11.83 0.00 0.00 13.16 3 Zinco Contido t 0 0 15,229 21,818 18,352 18,317 18,317 18,405 16,199 5,440 0 0 132,077 Metros de Desenvolvimento m 563 999 1,380 1,753 1,799 1,187 0 0 0 0 0 0 7,681 Run of Mine t 0 0 109,892 158,031 159,891 159,891 159,891 160,328 156,286 63,931 0 0 1,128,140 Teor de Zinco ROM % 0.00 0.00 15.96 15.00 13.00 13.03 13.01 12.02 11.00 12.71 0.00 0.00 13.14 4 Zinco Contido t 0 0 15,700 21,216 18,603 18,643 18,619 17,249 15,386 7,270 0 0 132,686 Metros de Desenvolvimento m 467 619 1,399 1,403 1,084 99 0 0 0 0 0 0 5,071
  26. 26. Apoio Paragon• Contrato para o desenvolvimento de vários projetos;• Engenheiro da Paragon em tempo integral na Votorantim;• Capacitação de profissionais da Votorantim para utilização do Arena.
  27. 27. Esquema Animação Operações Lavra Realce Cabeamento Enchimento Perfuração Detonação Limpeza Slot Deslocamento Veículos
  28. 28. Animação Modelo
  29. 29. Resultados Cenários simulados• Foram simulados os cenários para realces com espessura > 3m variando: – Frota de carregamento e transporte – Frota de cabeamento e perfuração – Taxa de enchimento dos realces
  30. 30. t 100 200 300 500 600 700 800 900 400 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Resultados 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 Gráfico “output” resultados diários 2100Dia 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 TPD Rom(VRM - Cenário 1) 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 TPD Rom 3800 3900 4000 4100
  31. 31. Resultados Comparação entre cenários com variações de frota Taxa de produção diária média por Realce Taxa de produção diária média do sistema de realces 400 2500 350 2000 300 250 1500 TPDTPD 200 150 1000 100 500 50 0 0 VRM c/ LHD 12.5 t SLRM c/ LHD 12.5 SLRM c/ LHD 14 t SLRM c/ LHD 12.5 VRM c/ LHD 12.5 t SLRM c/ LHD 12.5 SLRM c/ LHD 14 t SLRM c/ LHD 12.5 t t Fixa no Stock Pile t t Fixa no Stock Pile 2 Simbas + 2 Cabolts 1 Simba + 1 Cabolt 1 LHD + 2 Caminhões 2 LHD + 6 Caminhões
  32. 32. Conclusões• Permite analisar taxas de produção para método de lavra ainda não praticado na mina;• Resultados para o VRM ficaram coerentes com o praticado na mina atualmente;• Verificação de gargalos como desenvolvimento da mina e enchimento de realces;• Modelo permite visualizar o impacto da mudança de cada variável operacional;• Permite testar a sensibilidade à mudanças de frota;
  33. 33. Próximos Passos• Simular operações de desenvolvimento;• Realizar simulações para lavra em veios estreitos;• Avaliar sensibilidade do modelo frente a variáveis que ainda não foram testadas;• Realizar modelamento em Arena para outras operações e projetos na Votorantim Metais (underground e open pit);
  34. 34. Depoimento Obrigado!
  35. 35. Para mais informaçõesPhone 55 11 3849 8757Fax 55 11 3845 4967contato@paragon.com.brwww.paragon.com.br
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