ESCAVAÇÃO-E-EXPLORAÇÃO-DE-MINAS-A-CÉU-ABERTO.docx

2013
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
FACULDADE DE ENGENHARIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
ESCAVAÇÃO E EXPLORAÇÃO DE MINAS A CÉU ABERTO
LEONARDO ASSIS FERREIRA
JUIZ DE FORA
FACULDADE DE ENGENHARIA DA UFJF

2013
i
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
ESCAVAÇÃO E EPLORAÇÃO DE MINAS A CÉU ABERTO
JUIZ DE FORA

2013
ii
Trabalho Final de Curso apresentado ao
Colegiado do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Federal de Juiz de Fora, como
requisito parcial à obtenção do título de
Engenheiro Civil.
Área de Conhecimento: Geologia Mineral,
Técnicas de Exploração de Minério.
Orientador: Guilherme Soldati Ferreira, M. Sc.
Juiz de Fora
Faculdade de Engenharia da UFJF

iii
Trabalho Final de Curso submetido à banca examinadora constituída de acordo com o Artigo
9o
do Capítulo IV das Normas de Trabalho Final de Curso estabelecidas pelo Colegiado do
Curso de Engenharia Civil, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de
Engenheiro Civil.
Aprovado em: / /
Por:
Prof. Guilherme Soldati Ferreira, M. Sc. (Orientador)
Prof. Ana Maria Stephan, D. Sc.
Prof. Roberto Lopes Ferraz, D. Sc.

iv
“Bem sei que tudo podes, e nenhum dos teus planos pode ser frustrado.”
Jó 42.2

v
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pela sua misericórdia que se renova todos os dias da minha vida; por ser Ele
quem me dirige todos os passos, desde o meu levantar até o meu deitar. Agradeço a Ele pelos
Teus olhos terem me visto uma substância ainda informe, e no Teu livro ter sido escrito todos
os meus dias, cada um deles escrito e determinado, quando nenhum deles havia ainda.
Agradeço aos meus pais, Geraldo e Luzia, pelo amor incondicional que a mim demonstraram,
fazendo de tudo para que eu pudesse me tornar uma pessoa melhor. Amo vocês.
Agradeço a minha irmã, Pollyana, por ser a minha companheira dessa longa jornada, e por
mais que a vida tenha nos separado, fui feliz a cada minuto da sua presença. Conte sempre
comigo.
Agradeço aos amigos que conquistei durante todos estes anos, sendo eles grandes
companheiros de batalha. Lembro-me bem de todas as noites mal dormidas que nos levaram a
um imenso cansaço, mas juntamente com este cansaço, conquistamos a vitória.
Agradeço a Bia por ser aquela que esteve ao meu lado durante toda a reta final, pessoa com
quem quero viver todos os dias da minha vida.
Agradeço por todos os meus familiares, que torceram por mim, mesmo não estando perto.
Agradeço aos meus mestres que tiveram papel fundamental na minha formação de
engenheiro, sou eternamente grato a tudo que aprendi com vocês.
Agradeço especialmente ao meu mestre Guilherme Soldati por ser responsável pelo
acompanhamento de todas as etapas desta monografia. Muito obrigado pelo seu apoio e
incentivo.

vi
RESUMO
A mineração é entendida como uma atividade industrial cujo principal objetivo é a
extração de substâncias minerais localizadas em depósitos naturais e o transporte até o ponto
de seu tratamento. Cada depósito possui uma característica singular, ou seja, cada jazida
possui características próprias, que diferem de lugar para lugar ou até mesmo dentro de uma
única jazida. A atividade mineradora pode ser classificada dentro de três grupos principais: A
indústria mineral, setor de grande porte; A mineração de uso social, setor de médio porte,
sendo destacadas as pedreiras, os portos de areia e argila; O garimpo, setor de pequeno porte,
sendo classificado como atividade extrativa informal. Os empreendimentos de mineração em
geral são de maturação mais lenta que aqueles de obras civis, podendo ocorrer vários anos
entre a descoberta da ocorrência até o início da operação. A própria operação, geralmente,
pode se desenvolver por vários anos. Porém, depois de iniciadas as atividades, estas se
desenvolvem de maneira relativamente simples. A presente monografia tem como objetivo
destacar e detalhar todos os processos que envolvem a exploração de uma mina a céu aberto,
desde o projeto de exequibilidade até o processo de fechamento de uma mina. Destacando
assim as principais fases de execução de uma mina, objetivando a retirada mais completa,
mais econômica, mais segura e mais rápida da massa mineral. Os resultados que aqui foram
obtidos demonstram o quanto à mineração influencia o meio onde se instala. Principalmente a
mineração a céu aberto, que possui como característica peculiar o alto nível de degradação do
meio ambiente. Para que este fato seja minimizado é necessário um estudo detalhado da
recuperação ambiental do local, tornado este um setor sustentável.
Palavras-chave: Mineração; Mina; Minério; Estéril; Lavra por Bancadas; Fases da
Mineração.

vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Caminhos traçados pelos bandeirantes a procura de indígenas e pedras preciosas...3
Figura 2: Trabalho de extração do ouro de aluvião realizado por escravos..............................4
Figura 3: A) Participação do Brasil na produção mineral mundial; B) Participação e posição
no ranking mundial.....................................................................................................................6
Figura 4: Participação da indústria extrativa mineral no valor adicionado bruto a preços
básicos no Brasil.........................................................................................................................6
Figura 5: Comparação da economia mineral na atualidade e uma projeção para o ano de
2050............................................................................................................................................8
Figura 6: A importância das commodities minerais para a sociedade atual..............................9
Figura 7: Perspectiva da população mundial para o ano de 2030. ..........................................10
Figura 8: Formas dos Minerais: a) Cristal Cúbico; b) Cristais Octaedros; c) Cristais
Hexaedros.................................................................................................................................14
Figura 9: Diferentes tipos de clivagem. ..................................................................................16
Figura 10: Mineral – Ouro. .....................................................................................................18
Figura 11: Mineral – Prata. .....................................................................................................18
Figura 12: Mineral – Cobre.....................................................................................................19
Figura 13: Mineral – Grafita. ..................................................................................................20
Figura 14: Mineral – Diamante...............................................................................................20
Figura 15: Exemplo de rocha magmática ou ígnea: Granitos de variadas cores.....................21
Figura 16: Exemplo de rocha sedimentar: Arenito .................................................................22
Figura 17: Exemplo de rocha metamórfica: Quartizito...........................................................23
Figura 18: Esquema de um empreendimento mineral.............................................................25
Figura 19: Tempo de maturação de um depósito de ouro no período de 1969 a 1983. ..........27
Figura 20: Evolução dos investimentos no setor mineral brasileiro. ......................................28
Figura 21: Equipamento de escavação de grande porte (“Escavadeira Shovel”). .................39
Figura 22: Lavra por bancadas da Companhia Vale do Rio Doce, conhecida como mina de
Brucutu. ....................................................................................................................................42
Figura 23: Lavra em tiras localizada em Casper, Estados Unidos..........................................43
Figura 24: Dragagem do canal do rio Paraguai.......................................................................44
Figura 25: Lavra em Encosta. .................................................................................................45
Figura 26: Lavra em Cava.......................................................................................................45

viii
Figura 27: Parâmetros que definem a geometria de uma mina a céu aberto...........................46
Figura 28: Diferenciação entre praça e bancada de mina........................................................49
Figura 29: Padrões de inclinação para taludes. .......................................................................49
Figura 30: Trator de esteira “bulldozer”..................................................................................54
Figura 31: Trator de rodas “bulldozer”. ..................................................................................55
Figura 32: Lâmina de um trator de esteiras “bulldozer” ........................................................55
Figura 33: Escarificador (“Ripper”).......................................................................................56
Figura 34: “Scrapers” sendo rebocados por tratores de esteiras e rodas................................57
Figura 35: “Motoscrapers”.....................................................................................................57
Figura 36: Caçamba de um “scraper” escavando e carregando o solo. .................................58
Figura 37: Carregadeira sobre esteiras....................................................................................59
Figura 38: Carregadeira sobre rodas. ......................................................................................59
Figura 39: Escavadeira Hidráulica ..........................................................................................60
Figura 40: Escavadeira “Shovel”............................................................................................60
Figura 41: “Dragline” ............................................................................................................61
Figura 42: Motoniveladora......................................................................................................62
Figura 43: Caminhão basculante comum empregado na mineração com capacidade de carga
de 35 toneladas. ........................................................................................................................62
Figura 44: Caminhão articulado empregado na mineração com capacidade de carga de 43
toneladas...................................................................................................................................63
Figura 45: Caminhão “off-road” empregado na mineração com capacidade de carga de 200
toneladas...................................................................................................................................63
Figura 46: Rolo vibratório liso................................................................................................64
Figura 47: Rolo vibratório “pé-de-carneiro”...........................................................................64
Figura 48: Perfuratriz giratória empregada na mineração a céu aberto no desmonte de rocha e
minério......................................................................................................................................65
Figura 49: Dinamite. ...............................................................................................................67
Figura 50: ANFO. ...................................................................................................................67
Figura 51: Emulsão. ................................................................................................................67
Figura 52: Cordel detonante....................................................................................................68
Figura 53: Retardo de cordel...................................................................................................69
Figura 54: Espoleta de queima................................................................................................69
Figura 55: Sistema de iniciação não elétrico...........................................................................70

ix
Figura 56: Sistema de iniciação eletrônico. ............................................................................70
Figura 57: Abertura de Trincheira...........................................................................................75
Figura 58: Execução de sondagem a trado..............................................................................75
Figura 59: Execução de sondagem rotativa ............................................................................76
Figura 60: Testemunhos de sondagem....................................................................................76
Figura 61: Cubagem de jazidas – Método dos polígonos (área de influência) .......................77
Figura 62: Cubagem de jazidas – Método dos polígonos (triângulos)....................................78
Figura 63: Emprego de correntes para remoção da vegetação................................................82
Figura 64: Emprego de lâmina para remoção da vegetação....................................................82
Figura 65: Emprego de destocador para remoção da vegetação.............................................83
Figura 66: Escavadeira hidráulica decapando uma mina........................................................83
Figura 67: Mina de Carajás possuindo vias em forma de serpentina......................................85
Figura 68: Mina de Mirny na Rússia, possuindo vias em forma helicoidal............................85
Figura 69: Sistema de planos inclinados.................................................................................86
Figura 70: Sistema de suspensão por cabos. ...........................................................................87
Figura 71: Sistema de poço vertical. .......................................................................................87
Figura 72: Sistema de ádito inferior........................................................................................88
Figura 73: Sistema de funil .....................................................................................................89
Figura 74: Desmonte do minério por escavação direta de equipamentos...............................91
Figura 75: Desmonte do minério por uso de explosivos.........................................................91
Figura 76: Processo de carregamento do minério e ou estéril.................................................92
Figura 77: Transporte de material estéril para um aterro especializado. ................................93
Figura 78: Transporte do minério para o seu ponto de beneficiamento..................................94
Figura 79: Execução de aterro controlado de material estéril.................................................95
Figura 80: Mapa de localização do empreendimento............................................................100
Figura 81: Vista geral do local onde se pretende instalar a mina..........................................101
Figura 82: Pontos levantados do terreno natural...................................................................102
Figura 83: Curvas de nível geradas a partir dos pontos levantados. .....................................102
Figura 84: Modelagem tridimensional do terreno natural.....................................................103
Figura 85: Seção transversal da mina....................................................................................106
Figura 86: Projeto final da mina............................................................................................106
Figura 87: Modelagem tridimensional da mina. ...................................................................107
Figura 88: Volume total de minério e estéril a ser extraído..................................................108

x
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Classificação das Operações Minerais.....................................................................7
Tabela 2 – A Escala de Dureza de Mohs.................................................................................17
Tabela 3 – Elementos de Risco no Momento de Decisão Sobre o Investimento. ...................26
Tabela 4 – Parâmetros Geotécnicos da Mina ........................................................................105
Tabela 5 – Tabela de Volumes de Materiais Extraídos no Empreendimento........................109

xi
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas.
AHIPAR Administração da Hidrovia do Paraguai.
CPRM Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais.
DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte.
DNPM Departamento Nacional de Produção Mineral.
IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais.
IBRAM Instituto Brasileiro de Mineração.
IGM Instituto Geológico e Mineiro.
MGA Mineração e Geologia Aplicada.
SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial.
USIMINAS Usinas Siderúrgicas de Minas Gerais.
CMs Custo de lavra subterrânea de 1 tonelada de minério.
CMca Custo de lavra a céu aberto de 1 tonelada de minério.
R Relação estéril/minério.
Ce Custo de lavra do estéril.
ℎ𝐵 Altura da bancada.
𝑏 Largura da bancada.
𝛼𝐵 Ângulo da face da bancada (Ângulo do Talude).
𝛼𝑅 Ângulo de inter-rampa.
𝛼0 Ângulo global da cava/encosta.
ℎ𝑅 Altura máxima da inter-rampa.
𝑟 Largura da rampa.
ℎ0 Altura máxima global da cava/encosta.
Lv Largura da via.
Lc Largura do maior veículo de transporte utilizado.
n Número de vias de uma mina.
T Teor do minério.
MM Mineral minério.
M Minério.
Td Teor diluído.
EC Espessura da camada.

xii
T Teor do minério.
TC Teor de corte.

xiii
SUMÁRIO
RESUMO .............................................................................................................vi
LISTA DE FIGURAS ........................................................................................vii
LISTA DE TABELAS..........................................................................................x
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ................................xi
SUMÁRIO..........................................................................................................xiii
1 INTRODUÇÃO.................................................................................................1
1.1 Histórico da Mineração Brasileira .....................................................2
1.2 A Economia Mineral Brasileira Atual ...............................................5
2 JUSTIFICATIVA..............................................................................................9
3 OBJETIVOS....................................................................................................11
3.1 Objetivo Geral....................................................................................11
3.2 Objetivo Específico ............................................................................11
4 REVISÃO DA LITERATURA ......................................................................13
4.1 Os Minerais Explorados na Mineração ...........................................13
4.2 Características e Especificidades da Mineração.............................23
4.3 Seleção do Método de Lavra .............................................................29
4.3.1 Lavra a Céu Aberto ou Subterrânea...................................35
4.4 Mineração a Céu Aberto ...................................................................38
4.4.1 Lavra por Bancadas..............................................................44

xiv
4.5 Equipamentos e Insumos Empregados na Mineração a Céu
Aberto........................................................................................................52
4.5.1 Equipamentos........................................................................52
4.5.1.1 Unidades Escavo - Empurradoras .........................54
4.5.1.2 Unidades Escavo - Transportadoras......................56
4.5.1.3 Unidades Escavo - Carregadoras ...........................58
4.5.1.3.1 Carregadeiras .............................................58
4.5.1.3.2 Escavadeiras................................................59
4.5.1.4 Unidades Aplainadoras ...........................................61
4.5.1.5 Unidades de Transporte..........................................62
4.5.1.6 Unidades Compactadoras.......................................63
4.5.1.7 Unidades de Perfuração ..........................................65
4.5.2 Insumos..................................................................................65
4.5.2.1 Explosivos.................................................................66
4.5.2.2 Acessórios de Detonação .........................................68
4.6 Fases da Mineração a Céu Aberto....................................................71
4.6.1 Pesquisa Mineral...................................................................71
4.6.1.1 Exploração Geológica..............................................72
4.6.1.2 Prospecção em Superfície........................................73
4.6.1.3 Avaliação dos Depósitos ..........................................77
4.6.2 Desenvolvimento ...................................................................80

xv
4.6.2.1 Desmatamento..........................................................81
4.6.2.2 Decapeamento ..........................................................83
4.6.2.3 Abertura de Vias de Acesso....................................84
4.6.3 Operações de Lavra..............................................................89
4.6.3.1 Escavação ou Desmonte ..........................................90
4.6.3.2 Carregamento ..........................................................92
4.6.3.3 Transporte................................................................92
4.6.3.4 Descarga....................................................................94
4.6.4 Recuperação da Mina...........................................................96
5 PROJETO BÁSICO DE UM EMPREENDIMENTO MINERAL ............99
5.1 Localização e Situação do Empreendimento................................. 100
5.2 Topografia e Modelagem do Terreno Natural.............................. 101
5.3 Definição dos Parâmetros Geotécnicos da Mina........................... 103
5.4 Topografia e Modelagem da Mina ................................................. 106
5.5 Prévia do Volume de Minério e Estéril Extraído.......................... 107
6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES................................................... 110
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................ 112

1
1 INTRODUÇÃO
O processo de formação de uma civilização, sendo ele material, técnico ou até mesmo
cultural, sempre esteve estritamente ligado à exploração dos recursos minerais presentes no
solo, atividade exercida pelo homem desde a pré-história.
Face a expansão da população mundial e a sua continuada concentração em áreas
urbanas, é nítido a intensificação do uso e exploração do solo. Analisando os diferentes ciclos
de extração mineral, relacionados a diferentes épocas, espaços geográficos e contextos
políticos, verifica-se, em sua totalidade, que a mineração se constitui na base dos processos de
desenvolvimento. Tal desenvolvimento contribui de forma decisiva para o bem estar e a
melhoria da qualidade de vida das presentes e futuras gerações, tendo em vista que os
minerais são essenciais para a vida moderna.
Segundo o DNPM – Departamento Nacional de Produção Mineral (2012) a mineração
pode ser compreendida como uma atividade de natureza fundamentalmente econômica que
também é referida, em um sentido lato, como indústria extrativa mineral ou indústria de
produtos minerais. O objetivo desta atividade é descobrir os recursos existentes, transportar o
material extraído da jazida por meio de operações de lavra, quer seja a céu aberto ou
subterrânea, até diferentes pontos de descarga, deixando o material extraído em condições
próprias para ser utilizado pelas indústrias de beneficiamento do mesmo.
A atividade mineradora possui algumas peculiaridades que a diferencia das demais
atividades industriais, e sendo esta, o ponto de partida para as cadeias industriais de vários
segmentos, consequentemente, exige uma abordagem diferenciada. A mineração é uma
atividade extrativa que trabalha com recursos naturais não renováveis, o que implica em
buscá-los onde eles se encontrarem (GIRODO, 2005). Decorrente desta afirmativa, a
atividade mineradora inevitavelmente é transitória, cuja duração depende do volume do
depósito, da taxa de extração e do planejamento da lavra. Esgotadas as reservas do material,
ou se muda de local de trabalho ou se encerram as atividades. Cada depósito é singular, o que
implica em dizer que cada jazida possui as suas características próprias, diferentes de lugar
para lugar. Muitas vezes, algumas características como o teor mineral, distribuição
granulométrica e quantidade de estéril variam de local para local dentro de uma mesma jazida.
Diante desta afirmação, conclui-se que, cada mina exige um projeto próprio, onde nenhuma

2
instalação pode ser transferida de um lugar para outro, por mais bem sucedida que tenha sido.
A tecnologia mineral deve ser desenvolvida em cada local de forma diferente, levando sempre
em consideração as características predominantes do mesmo. Ao fim da vida de um
empreendimento, todas as providências devem ser tomadas visando à reparação do dano
ambiental incorrido, caso esse processo não tenha sido realizado durante a sua vida útil.
É importante que seja ressaltado que a capacidade desta atividade em fornecer material
para a sociedade não é infinita, visto que, se trata de uma atividade que faz uso de materiais
não renováveis. Por conseguinte, é de fundamental importância que todos os processos que
englobam um empreendimento mineral sejam previamente analisados, objetivando assim a
retirada mais completa, mais segura e mais eficaz da massa mineral.
1.1 Histórico da Mineração Brasileira
A história do Brasil possui uma íntima relação com a busca e o aproveitamento dos
seus recursos minerais, que sempre contribuíram para a construção do país. Geradora de
novas necessidades, a mineração se tornou um centro dinâmico, responsável pela
diversificação da economia e expansão territorial.
Durante os dois primeiros séculos da colonização (XVI e XVII), foi constante a
procura pelo ouro, prata e pedras preciosas, porém os resultados em geral foram
inexpressivos. Alguns depósitos de ouro de lavagem foram encontrados e explorados na
capitania de São Vicente, São Paulo, mas em razão de sua baixa rentabilidade, foram
rapidamente abandonados (PINTO, 2000).
Segundo Cotrim (2002) até o século XVII, a economia açucareira era a atividade
predominante da colônia e o interesse metropolitano estava voltado inteiramente para o seu
desenvolvimento. Porém, a partir do ano de 1640, o açúcar brasileiro sofreu forte
concorrência antilhana, uma vez que, os espanhóis que haviam sido expulsos passaram a
produzir tal produto. Diante desta situação, a Coroa portuguesa revigorou o antigo sonho de
encontrar ouro no Brasil. Somente no final do século XVII, por volta de 1693 a 1695, os
bandeirantes encontram as primeiras jazidas de ouro em Minas Gerais. Mais tarde, já nos anos
de 1729, foram encontradas jazidas de diamantes no Serro Frio, atual cidade de Diamantina,
Minas Gerais.

3
As bandeiras eram expedições que reuniam uma quantidade considerável de homens
que se lançavam pelo sertão, passando meses e às vezes anos, em busca de índios e metais
preciosos. Sucessivos movimentos de penetração do território proporcionaram um melhor
conhecimento e “alargamento” do país. A figura 1 ilustra bem este fato, exemplificando os
caminhos abertos pelos bandeirantes.
Figura 1: Caminhos traçados pelos bandeirantes a procura de indígenas e pedras preciosas.
Fonte: (CAMARGO, 2007).
A mineração brasileira se destacou pela exploração do ouro e diamante de aluvião
(depósito de areia, argila e cascalho, nas margens dos rios ou em seu leito, acumulado pela
erosão), possuindo como principal característica o baixo nível técnico empregado e o rápido
esgotamento da jazida. Segundo Pinto (2000) existiam basicamente duas formas de extração
da massa mineral: a lavra e a faiscação. A lavra era uma empresa que, dispondo de
ferramentas adequadas, ainda que rudimentares, executava a extração do minério em grandes
jazidas, utilizando uma vasta mão de obra escrava. A faiscação era representada pela pequena
extração da massa mineral, exercida pelos garimpeiros, que ao final da vida de uma jazida, se
migravam para esta em busca do que havia restado.

4
Segundo Dean (2004) a extração de ouro era feita por lavagem na bateia. As turmas de
escravos trabalhavam com água pelos joelhos nos leitos e nos riachos, recolhendo o cascalho
e a água em bacias chatas e cônicas de madeira, que eram agitadas e novamente cheias até
restar apenas os flocos de ouro mais pesados. Nos anos de 1730, a trabalhosa e insalubre
atividade de batear não era mais lucrativa em diversas minas. Os arrendatários passaram a
dragar os riachos maiores com caçambas primitivas e desviavam os riachos menores para
pesquisar meticulosamente seus leitos. Feito isso, empreendia-se a lavagem dos aluviões. A
figura 2 mostra com clareza como era feita a exploração do ouro de aluvião.
Figura 2: Trabalho de extração do ouro de aluvião realizado por escravos.
Fonte: (COTRIM, 2002).
Ao final do século XVIII, com a intensa exploração aurífera, até mesmo as maiores
jazidas foram se esgotando, revelando assim a fragilidade da mineração. O processo de
declínio esteve associado a dois principais fatores: dificuldades técnicas e os aspectos fiscais.
Os mineradores da época não dispunham de conhecimentos técnicos especializados, enquanto
o ouro se encontrava no leito dos rios era fácil a sua extração, porém à medida que ia se
aprofundando nas rochas a sua extração se tornava mais difícil e complexa, inviabilizando o
empreendimento. A Coroa Portuguesa por sua vez, adotou uma pesada carga tributária sobre
os mineradores, visto que, o seu único interesse era o recebimento dos impostos, contribuindo
de forma decisiva para a decadência da mineração.

5
Segundo Ramos (2000) o direito minerário brasileiro evoluiu de forma diferenciada ao
passar dos anos. Assim, durante a época colonial o regime predominante era o regaliano, em
que as jazidas pertenciam ao Rei de Portugal, isto é, à Coroa. Durante o Império (D.Pedro I e
D.Pedro II), adotou-se o regime dominial, em que as jazidas e minas pertenciam à Nação. A
constituição de 1891 (24 de fevereiro) elabora ao início da primeira faze republicana o regime
de acessão, em que as jazidas e minas pertenciam ao proprietário do solo. Finalmente, com o
advento do chamado “Código de Minas”, de 1934, foi instituído o regime res nullius, em que
as jazidas e minas a ninguém pertencem. Detêm-nas quem as explora legalmente, de forma
que este regime está vigente até hoje.
Segundo Ramos (2000) hoje, com o serviço geológico atuante e experimentado
(CPRM – Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais), capaz de fornecer aos mineradores
as informações geológicas básicas, indispensáveis aos investimentos na pesquisa mineral, e
com um órgão fomentador e normativo (DNPM), capaz de zelar pelo bom desempenho,
técnico e econômico das atividades minerais, não há duvida de que, o Brasil terá, nas
próximas décadas, no exercício de uma globalização planetária, uma crescente atividade
produtiva mineral, gerando riquezas e bem estar social.
1.2 A Economia Mineral Brasileira Atual
O Brasil possui, em seus mais de 8,5 milhões de Km², uma grande diversidade de
terrenos e formações geológicas, fato este que lhe confere um grande potencial mineral. Os
recursos minerais brasileiros abrangem uma produção de 72 substâncias, das quais 23 são
metálicas, 45 não metálicas e 4 energéticas. Segundo o DNPM (2012) dentre as principais
substâncias exploradas no país, as que mais se destacaram nos últimos anos em relação à
produção mundial foram: Nióbio (97,6%), Grafita (43,3%), Tântalo (39,8%), Ferro (17,4%),
Estanho (14,3%) e Níquel (10,5%).
Entre os países emergentes e em desenvolvimento, a China tem mostrado o maior
crescimento no mercado de commodities minerais, sendo responsável por cerca de 40% da
demanda mundial. Porém em termos de dimensão do setor, o Brasil também ocupa uma
posição de destaque, sendo um importante produtor de recursos minerais, tanto para o uso
interno como para exportação (DNPM, 2012). Os dados aqui relatados podem ser vistos de
uma forma mais clara na figura 3.

6
Figura 3: A) Participação do Brasil na produção mineral mundial; B) Participação e posição no ranking mundial
das principais reservas minerais do Brasil.
Fonte: (DNPM, 2012).
O setor mineral brasileiro vem gradativamente revigorando a sua competitividade na
atração de investimentos, o que é demonstrado pelo crescimento no ritmo da atividade
econômica. Durante o ano de 2011, a soma do produto da extração mineral atingiu a marca de
R$ 144,8 bilhões (US$ 86,5 bilhões), correspondendo a 4,1% do PIB (DNPM, 2012).
A figura 4 apresenta dados de como a indústria extrativa vem se comportando ao
longo dos anos na economia brasileira.
Figura 4: Participação da indústria extrativa mineral no valor adicionado bruto a preços básicos no Brasil.
Fonte: (Sumário Mineral - DNPM, 2012).

7
Observando a imagem anterior, é possível notar que nos últimos anos a economia
mineral brasileira sofreu um grande avanço se comparada com os anos anteriores. De acordo
com Silva (2008) este comportamento foi impulsionado por alguns fatores preponderantes
para os estímulos nos investimentos.
 Considerável potencial geológico;
 Acesso fácil a mercados de exportação;
 Infraestrutura de transporte e energia;
 Mão de obra em qualidade e quantidade;
 Capacitação tecnológica;
 Economia estável.
Segundo Germani (2002) o perfil do setor mineral brasileiro é composto por 95% de
pequenas e médias minerações. Estima-se que existam em torno de 17000 pequenas empresas,
com produção de US$ 2,0 bilhões, sendo que a maior parte atua em regiões metropolitanas na
extração de material para a construção civil. Há que se ressaltar que o cálculo exato do
número de empreendimentos de pequeno porte é uma empreitada complexa, fato que decorre
de um grande número de empresas que produzem na informalidade. As minas brasileiras
estão distribuídas regionalmente com 4% no norte, 8% no centro-oeste, 13% no nordeste,
21% no sul e 54% no sudeste. A divisão quanto ao porte não é bem definida, principalmente
quando se considera a natureza, o valor e o tipo de depósito. Para efeito de classificação,
adota-se um método empírico, como indicado na tabela 1, sendo considerada a capacidade
diária de produção de cada mina.
Tabela 1 – Classificação das Operações Minerais.
Porte da Mina Produção Diária (t/dia)
Grande Porte (GP) > 30.000
Médio Porte (MD) De 3.000 a 30.000
Pequeno Porte (PP) < 3.000
Fonte: (GERMANI, 2002).

8
Segundo Calaes (2009) O Plano Nacional de Mineração 2030 explicita a intenção
estatal de expandir a exploração de minerais variados em até cinco vezes, considerando um
cenário otimista da economia mundial. Tais projeções efetuadas para o futuro revelam elevada
perspectiva de crescimento da indústria mineral brasileira, segundo uma rota de crescente
integração competitiva à economia mundial.
A figura 5 mostra a projeção da economia mineral brasileira na atualidade e os
próximos anos.
Figura 5: Comparação da economia mineral na atualidade e uma projeção para o ano de 2050.
Fonte: (IBRAM, 2009).

9
2 JUSTIFICATIVA
Considerando os dados expostos anteriormente, fica evidente que a mineração tem
sido uma das atividades que mais tem contribuído para a superação econômica, sendo
responsável pelo maior investimento no setor privado do país. Devido ao seu potencial
geológico, o Brasil se destaca por ser um dos principais países fornecedores de commodities
para a indústria, exercendo um papel fundamental para a sua inserção na economia mundial.
A importância da mineração pode ser bem observada quando se tem o exemplo
cotidiano de uma casa, de modo que, todos os materiais necessários para sua construção são
provenientes da atividade mineradora.
A figura 6 mostra com propriedade a importância da mineração para o
desenvolvimento da sociedade urbana.
Elemento Construtivo Substância Mineral Elemento Construtivo Substância Mineral
Tijolo Argila Pias
Mármore, Granito, Ferro,
Níquel, Cobalto
Bloco Areia, Brita, Calcário Encanamento Metálico Ferro, Cobre
Fiação Elétrica Cobre, Petróleo Encanamento PVC Petróleo, Calcita
Fundações de Concreto Areia, Brita, Calcário, Ferro Forro de Gesso Gipsita
Ferragens
Ferro, Alumínio, Cobre, Zinco,
Níquel
Esquadrias
Alumínio, Ligas de Ferro,
Manganês
Vidro Areia, Calcário, Feldspato Piso Ardósia, Granito, Mármore
Louça Sanitária
Caulim, Calcário, Feldspato,
Talco
Calha
Ligas de Zinco - Níquel - Cobre,
Amianto
Azulejo
Talco
Telha Argila
Piso Cerâmico
Talco, Argila
Pregos e Parafusos Ferro, Níquel
Isolante - Lã de Vidro Quartzo, Feldspato Isolante - Agregado Mica
Figura 6: A importância das commodities minerais para a sociedade atual.
Fonte: (MINEROPAR, 2013).

10
Atrelado a este fato, há de se destacar o crescimento da população mundial nos
próximos anos e a sua concentração em áreas urbanas. Segundo o IBRAM – Instituto
Brasileiro de Mineração (2009) a tendência é que as pessoas migrem do campo para as
cidades (Figura 7), afetando positivamente o setor mineral, uma vez que, a mineração é a base
de todo este processo de urbanização.
Figura 7: Perspectiva da população mundial para o ano de 2030.
Tendo em vista à importância da atividade mineradora, que dentre as atividades
industriais é considerada um dos grandes pilares do desenvolvimento, motivou o interesse de
realizar a presente monografia. Quando se estuda o setor mineral não se pode esquecer que
este possui algumas características especiais que o diferencia dos demais setores econômicos.
Como já foi dito anteriormente, os bens minerais não são infinitos, nem tão pouco renováveis,
o que implica em dizer que todo o procedimento ligado a esta atividade deve ser
minuciosamente analisado, sempre com o intuito de obter sucesso no empreendimento.
Somam-se ainda às justificativas do presente trabalho à importância de se destacar as fases da
mineração, envolvendo procedimentos que vão desde a procura e descoberta de ocorrências
minerais com possível interesse econômico, até a desativação e recuperação de uma mina.

11
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo Geral
A presente monografia tem como objetivo geral estudar as características de um
empreendimento mineral, enfatizando o método de lavra a céu aberto, em especial a lavra por
bancadas, bem como destacar a sequência das fases da mineração a céu aberto.
i) Pesquisa Mineral;
ii) Desenvolvimento;
iii) Operações de Lavra;
iv) Recuperação da Mina.
Para tal, foi realizada uma pesquisa bibliográfica acerca do tema proposto baseando-se
em trabalhos anteriores como: teses de mestrado e doutorado, revistas, artigos publicados,
periódicos e livros texto. As bibliografias consultadas versaram sobre os seguintes assuntos:
História sobre a Mineração, A Importância da Mineração na Economia, Métodos de Lavras,
Concessões de Lavra, Técnicas Empregadas na Mineração à Céu Aberto, Elementos de um
Projeto de Mineração, entre outros, que se fizeram importantes para a realização da presente
monografia.
3.2 Objetivo Específico
Além disso, a presente monografia contará com o objetivo específico a elaboração de
um projeto básico de um empreendimento mineral a céu aberto por bancadas, sendo este
subdividido em cinco etapas.
i) Localização e Situação do Empreendimento;
ii) Topografia e Modelagem do Terreno Natural;

12
iii) Definição dos Parâmetros Geotécnicos da Mina;
iv) Topografia e Modelagem da Mina;
v) Prévia do Volume de Minério e Estéril Extraído.

13
4 REVISÃO DA LITERATURA
4.1 Os Minerais Explorados na Mineração
Os minerais sempre foram utilizados pelo homem com o objetivo de satisfazer as suas
necessidades em termos de qualidade de vida. Mas, nos últimos trinta anos, a intensidade da
procura pelos minerais tem vindo a registrar um incremento assinalável (VELHO, 2005). O
desenvolvimento tecnológico das sociedades industrializadas é considerável, o surgimento de
novos materiais, de novas soluções, de novas técnicas e de novas propostas tem sido cada vez
mais constante. Os minerais constituem um parceiro ativo e decisivo neste processo evolutivo,
sem eles não seria possível o surgimento de tão grande variedade de materiais (VELHO,
2005). De acordo com Wicander e Monroe (2009) o critério – que ocorre naturalmente –
exclui dos minerais todas as substâncias manufaturadas pelo homem. Por consequência, o fato
dos minerais serem formados a partir de processos naturais, implica dizer que, não se pode
afirmar quais são as características de um mineral sem antes analisá-lo.
Segundo Wicander e Monroe (2009) a partir dos 92 elementos químicos naturais, um
número muito grande de minerais podem ser formados, uma vez que, já foram identificados
mais de 3.500 em todo o mundo, mas somente poucos – talvez duas dúzias – são
particularmente comuns. De acordo com Velho (2005) o número de minerais disponíveis é
bastante variável, dependendo assim do objetivo último do estudo. O número final nunca é
conhecido, uma vez que, novos minerais vão sendo incluídos na lista com grande frequência.
Trata-se, portanto, de uma área do saber com elevado dinamismo, onde a fronteira entre a
mineralogia e a tecnologia empregada na mesma é muito tênue.
O mineral pode ser definido como sendo um sólido cristalino inorgânico que ocorre na
natureza, com uma composição química bem definida e com propriedades físicas
características (WICANDER e MONROE, 2009). De acordo com Schumann (2008) um
cristal é um corpo materialmente uniforme com uma estrutura regular das suas partículas
mínimas (átomos, íons ou moléculas). Os minerais cristalinos ocorrem em uma variedade de
formatos, três dos quais são apresentados na figura 8.

14
Figura 8: Formas dos Minerais: a) Cristal Cúbico; b) Cristais Octaedros; c) Cristais Hexaedros.
Fonte: (WICANDER e MONROE, 2009).
Não é, por conseguinte, determinante a forma exterior, mas a formação interior. Os
minerais sem estrutura regular são chamados amorfos, isto é, não cristalinos (SCHUMANN,
2008). Em outras palavras, o formato geométrico regular de um cristal mineral bem formado é
a manifestação exterior de um arranjo atômico interno ordenado, porém nem todas as
substâncias rígidas são sólidos cristalinos (WICANDER e MONROE, 2009).
As propriedades físicas características dos minerais são determinadas pela sua
estrutura interna e composição química. Muitas propriedades são notavelmente constantes
para uma dada espécie mineral, porém algumas podem variar (WICANDER e MONROE,
2009). De acordo com Schumann (2008) as fórmulas químicas dos minerais são bastante
idealizadas, porque não tomam em consideração as impurezas existentes.
Embora possam ser utilizadas sofisticadas técnicas no estudo e na identificação de
minerais, a seguir, serão levadas em consideração apenas as características externas dos
mesmos, possíveis de reconhecer sem qualquer dificuldade.
 Cor
Na maioria dos minerais, a cor não é uma característica que sirva para reconhecê-los,
pois eles podem aparecer com várias cores ou tonalidades. As substâncias que dão a cor são
em muitos casos misturas metálicas (cromo, ferro, cobalto, cobre, manganês, níquel). A
irradiação atmosférica e as impurezas mecânicas podem, por sua vez, influenciar a cor
(SCHUMANN, 2008).

15
 Brilho
O brilho é a aparência de um mineral na luz refletida. Os dois tipos básicos de brilho
são metálico e não metálico (WICANDER e MONROE, 2009). Os materiais sem brilho são
determinados materiais foscos. O brilho é prejudicado por sedimentos ou fenômenos de
erosão superficiais, porém a cor não sofre influência. Nas pedras preciosas o brilho é um sinal
importante da sua qualidade, brilho este que pode ser intensificado se a superfície do mineral
for polida. Em termos gerais, os efeitos de luz que os reflexos causam em faces polidas
também são considerados brilho (SCHUMANN, 2008).
 Fratura
A fratura pode ser definida como a desagregação de um mineral segundo superfícies
irregulares mediante uma pancada. Distingue-se entre fratura concóide, estilhaçada, fibrosa,
serrilhada, irregular e terrosa (SCHUMANN, 2008). Qualquer mineral irá fraturar, se uma
força suficiente a ele for aplicada, porém a superfície da fratura não será regular como na
clivagem (WICANDER e MONROE, 2009).
 Densidade
A densidade de um mineral é a razão do seu peso por um peso de água de igual
volume. Como todos os coeficientes, o peso específico não é expresso em unidades, sendo
este um número adimensional (WICANDER e MONROE, 2009). A variação da densidade
nos minerais depende de sua composição e estrutura. Um mineral com densidade inferior a 2
é considerado leve, o de 2 a 4 é considerado normal, e o superior a 4 é considerado pesado
(SCHUMANN, 2008).
 Clivagem
A clivagem de um mineral pode ser compreendida como a tendência do mesmo a se
quebrar ou se dividir, ao longo de um plano liso, ou planos de fragilidade, determinado pelas
ligações dentro dos cristais individuais (WICANDER e MONROE, 2009).

16
De acordo com Schumann (2008) conforme a facilidade com que o mineral se deixa
fragmentar assim se diz que a clivagem é muito perfeita ou imperfeita. Existem vários tipos
de clivagem mineral, sendo que algumas são exemplificadas na figura 9.
Figura 9: Diferentes tipos de clivagem.
Fonte: (WICANDER e MONROE, 2009).
 Dureza
No princípio do século passado o mineralogista vienense Friedceich Mohs organizou
uma escala de dureza (A Escala de Dureza de Mohs), que ainda hoje é considerada válida.
Determina-se a dureza de um mineral riscando-o com minerais comparativos ou com objetos
de dureza conhecida. Os minerais de dureza 1 e 2 são considerados macios, de 3 a 6 de dureza
média e os de dureza superior a 6 são considerados duros. Os minerais de dureza entre 8 e 10
são as pedras preciosas, pois muitas destas possuem a dureza referida (SCHUMANN, 2008).

17
Cada um dos minerais representados na tabela 2 risca o anterior, de dureza inferior, e é
riscado pelos seguintes, mais duros. Os minerais de dureza igual não riscam uns aos outros
(SCHUMANN, 2008).
Tabela 2 – A Escala de Dureza de Mohs.
Escala de Dureza Mineral Comparativo Processo para determinação da dureza
1 Talco Pode-se riscar facilmente com a unha
2 Gesso Pode-se riscar com a unha
3 Calcita Pode-se riscar com uma moeda de cobre
4 Fluorita Pode-se riscar facilmente com a faca
5 Apatita Ainda pode-se riscar com a faca
6 Ortoclásio Pode-se riscar com uma lima de aço
7 Quartzo Risca o vidro
8 Topázio Risca levemente o quartzo
9 Corindo Risca levemente o topázio
10 Diamante Não se consegue riscar
Fonte: (SCHUMANN, 2008).
Pela amplitude de alternativas, devido ao fato de ser enorme o número de minerais
existentes, torna-se impraticável mencionar todos eles. Desta forma, será abordado e
caracterizado, a seguir, apenas um seleto grupo de minerais que podem ser explorados tanto
em minas a céu aberto quanto em minas subterrâneas.
 Ouro (Au)
Cor amarelo-dourada até amarelo-latão (Figura 10). Traço amarelo-dourado, com
brilho metálico. Dureza 2,5 a 3 na escala de Mohs. Densidade 15,5 a 19,3. Brilho metálico;
opaco, translúcido em lâminas finas, de cor esverdeada. Não possui clivagem. Fratura
serrilhada. Dúctil, muito maleável, pode ser reduzido a lâminas finíssimas. Os cristais
raramente têm formas perfeitas, predominam os cubos e os octaedros (SCHUMANN, 2008).

18
Figura 10: Mineral – Ouro.
 Prata (Ag)
Cor branco-prateada com a tendência para ficar cinzenta, acastanhada ou negra (Figura
11). Traço branco-prateado, com brilho metálico. Dureza 2,5 a 3. Densidade 9,6 a 12,0. Brilho
metálico; opaco, translúcido azulado em lâminas finas. Não possui clivagem. Fratura
serrilhada. Dúctil, maleável, pode ser reduzido em lâminas finas. Os cristais são cubos e
octaedros (SCHUMANN, 2008).
Figura 11: Mineral – Prata.

19
 Cobre (Cu)
Cor vermelha em superfície recente, depois acastanhada, por vezes com bordos
esverdeados (Figura 12). Traço vermelho do cobre, com brilho metálico. Dureza 2,5 a 3.
Densidade 8,3 a 8,9. Brilho metálico; opaco, translúcido em lâminas finas. Não possui
clivagem. Fratura serrilhada. Maleável, muito flexível. Os cristais raras vezes têm formas
perfeitas, são cubos ou octaedros (SCHUMANN, 2008).
Figura 12: Mineral – Cobre.
 Grafita (C)
Cor cinzento-clara a escura ou preta (Figura 13). Traço cinzento a negro com brilho
metálico. Dureza 1. Densidade 2,1 a 2,3. Brilho metálico a terroso; opaco, translúcido em
lâminas finas. Clivagem muito perfeita. Fratura irregular. Sensação de gordura, pois suja os
dedos. Isolado do ar é refratário. Os cristais são laminados e flexíveis (SCHUMANN, 2008).

20
Figura 13: Mineral – Grafita.
 Diamante (C)
Cor amarela, castanha ou incolor; por vezes também verde, azul, avermelhada ou
negra (Figura 14). Traço branco. Dureza 10. Densidade 3,47 a 3,55. Brilho adamantino;
transparente e opaco, refração elevada, forte dispersão da luz. Clivagem perfeita. Fratura
concóide estilhaçada. Os cristais são predominantemente octaedros, a par de cubos e
dodecaedros. Os agregados são compactos, de forma arredondada (chamados carbonado)
(SCHUMANN, 2008).
Figura 14: Mineral – Diamante.

21
Segundo Geraldi (2011) no globo terrestre ocorre uma grande diversidade de minerais
que, agregados, formam os diversos tipos de rocha. Portanto, pode-se definir rocha como
sendo um componente sólido da crosta terrestre composta por um conglomerado de minerais
(SCHUMANN, 2008). De acordo com Geraldi (2011) as rochas que constituem o globo
terrestre são classificadas e agrupadas de acordo com a sua gênese, sua litologia, e por suas
características estruturais, sendo subdivididas em três grupos: Magmática ou Ígnea,
Sedimentar e Metamórfica. A seguir, serão apresentadas as principais rochas supracitadas,
que são exploradas em minas a céu aberto e empregadas em sua grande maioria no setor da
construção civil.
 Rochas Magmáticas ou Ígneas
Segundo Geraldi (2011) as rochas magmáticas ou ígneas são geradas a partir do
resfriamento do próprio magma original, formador do globo terrestre. Ocorrem geralmente na
forma de grandes massas originadas em profundidade, denominadas batólitos, ou na forma de
derrames superficiais e diques intrusivos, provenientes de efeitos de vulcanismos (rochas
vulcânicas). Em geral, as formações magmáticas tipo batólitos situam-se entre as mais antigas
do globo terrestre, sendo que os derrames vulcânicos são mais recentes. De forma geral, as
rochas magmáticas ou ígneas são duras, cristalinas, com composição mineral bem definida,
conforme pode ser visto na figura 15.
Figura 15: Exemplo de rocha magmática ou ígnea: Granitos de variadas cores.

22
 Rochas Sedimentares
Segundo Geraldi (2011) as rochas sedimentares (Figura 16) são formações originadas
pela ação dos processos de intemperismo e desagregação, provocados por agentes da natureza
– como a chuva, a neve e o vento – em maciços rochosos preexistentes, e a posterior
deposição (sedimentação) dos componentes minerais liberados, provenientes destes maciços.
Figura 16: Exemplo de rocha sedimentar: Arenito.
 Rochas Metamórficas
Segundo Geraldi (2011) as rochas metamórficas se originam de outras formações
preexistentes, a partir de transformações litológicas e estruturais causadas por efeitos
termodinâmicos, gerados pelos fenômenos de dinâmica interna do globo terrestre, como
vulcanismos e terremotos. Estes efeitos produzem grandes variações de pressão e de
temperatura em algumas regiões do globo, modificando as condições físico-químicas de
algumas formações sedimentares, remobilizando e até mesmo alterando minerais constituintes
das rochas originais. A figura 17 apresenta um exemplo deste tipo de rocha.

23
Figura 17: Exemplo de rocha metamórfica: Quartizito.
4.2 Características e Especificidades da Mineração
O setor mineral é bastante diversificado, tanto na forma com que os recursos se
apresentam na natureza, quanto pelos volumes e características dos mesmos, de forma que, a
descrição do processo de extração deve ser específica para cada substância. Segundo Abrão e
Oliveira (1998) a mineração é entendida como uma atividade de lavra e de concentração de
minérios, podendo ser classificada em três grupos principais: as minerações ditas empresariais
ou industriais, de grande porte; as minerações ditas de uso social, de menor porte, como
pedreiras, os portos de areia e as lavras de argila e, por fim, os garimpos, atividades extrativas,
informais, manuais ou mecanizadas e, frequentemente, clandestinas.
Destas categorias, é evidente que a maior demanda para a aplicação dos princípios da
geologia concentra-se nas minerações de grande porte.
Para melhor compreensão da terminologia adotada no corpo desta monografia são
apresentadas, a seguir, as definições e os princípios da exploração mineira (ABRÃO E
OLIVEIRA, 1998).

24
 Depósito: É a ocorrência geológica de minerais em formas relativamente
concentradas;
 Jazida: Concentração mineral, passível de ser aproveitada economicamente. Este
conceito, dada a sua conotação econômica, pode variar no tempo, ou seja, algo que é
econômico hoje pode não sê-lo no futuro, e vice-versa;
 Mina: Área onde explora um bem mineral. Quando a jazida passa a ser aproveitada,
ela se transforma em mina, podendo ser a céu aberto ou subterrânea. As minas a céu
aberto podem ainda ser desenvolvidas a meia encosta, cavas, tiras ou placers;
 Minério: Toda substância ou agregado mineral, rocha ou solo, que pode ser
aproveitado tecnicamente;
 Estéril: Rocha ou solo que ocorre dentro do corpo de minério ou externamente ao
mesmo, sem valor econômico, que é extraído na operação de lavra para
aproveitamento do minério. Também neste caso, tal como se aplica aos conceitos de
jazida e minério, dada a sua conotação, o que é estéril em uma época pode representar
minério em outra;
 Encaixante: Diz-se das rochas que se situam externamente ao corpo mineral, na quais
o mesmo se encaixou. Se a intrusão é inclinada, a rocha do topo é denominada capa e
da base, lapa;
 Rejeitos: Materiais que resultam como “sem valor econômico” no processo de
concentração mineral. Em geral, exibem granulometria de areia até argila, tendo sido
britados e moídos no beneficiamento mineral. Normalmente, são descartados das
usinas de concentração na forma de polpa, uma mistura de sólido e água por uma
barragem ou dique;

25
 Usina: Instalações industriais onde os minérios são cominuídos e concentrados, onde é
realizado o beneficiamento do minério. Nas usinas, os minérios podem ser
concentrados por processos gravimétricos, que se valem das diferenças de densidades
dos minerais, e/ou químicos, em que os mesmos são dissolvidos e depois precipitados
ou recuperados;
 Lavra: Diz-se da operação de extrair, da mina, o minério e o estéril, transportando-os
para a usina ou para os locais de disposição escolhidos;
 Cava: É a escavação a céu aberto em forma de uma cava (abertura no solo), com
bancadas descendentes para a extração dos bens minerais;
A figura 18 aborda parcialmente as definições expressas anteriormente.
Figura 18: Esquema de um empreendimento mineral.
Fonte: (ABRÃO e OLIVEIRA, 1998).
Diante de tais informações, pode-se afirmar que a mineração é um setor que se
diferencia dos outros setores da indústria, exigindo uma abordagem diferenciada para tal. Para
fundamentar as exposições subsequentes, cabe destacar algumas características de um
empreendimento mineral.

26
 Alto Risco na Fase de Pesquisa Mineral
A fase de prospecção e pesquisa resulta muitas vezes em insucesso, não possibilitando
a recuperação do capital investido. Na fase de produção, os riscos se evidenciam menos
acentuados e decorrem da alta suscetibilidade de variação dos parâmetros considerados na
viabilização dos empreendimentos mineiros (CALES, 2006). A tabela 3 apresenta elementos
de risco no momento da decisão sobre um determinado investimento.
Tabela 3 – Elementos de Risco no Momento de Decisão Sobre o Investimento.
Fonte: (SHINTAKU, 1998).
 Longo Prazo de Maturação dos Investimentos
O prazo que decorre entre o início dos trabalhos de exploração e o efetivo
aproveitamento da jazida situa-se, em média, na faixa de 7 a 10 anos. A título de exemplo, no
projeto de Carajás (PA), os depósitos de minério de ferro foram descobertos em 1967 e
somente se tornaram produtivos em 1986 (CALES, 2006). Segundo Shintaku (1998) em curto
prazo, a mineração não consegue atingir a plenitude dos seus resultados, sendo comum
demandarem décadas para um depósito começar a produzir. Esse longo tempo de maturação
dos investimentos, ou seja, o tempo decorrido entre a realização das despesas e o início do
recebimento das receitas, é o tempo necessário para descobrir, avaliar e desenvolver uma
jazida antes de iniciar a produção.

27
Na figura 19, compara-se o tempo de maturação de um depósito de ouro, no período
de 1969 a 1983, na Austrália, no Brasil e no Canadá, observando-se que este tempo varia, em
média, de 4 a 14 anos, implicando investimentos sem retorno durante este período
(SHINTAKU, 1998).
Figura 19: Tempo de maturação de um depósito de ouro no período de 1969 a 1983.
Fonte: (SHINTAKU, 1998).
 Investimentos Elevados
O empreendimento mineral exige o aporte de equipes especializadas, demanda bens e
serviços sofisticados e a provisão de onerosa infra-estrutura (estradas, suprimentos de energia,
núcleos habitacionais), resultando, portanto, na exigência de largas somas de recursos
(CALAES, 2006). Tal fato pode ser constatado na figura 20, esta mostra a evolução nos
investimentos do setor mineral durante os últimos anos, e a perspectiva de investimento de
68,5 bilhões de dólares entre os anos de 2011 e 2015 (IBRAM, 2011).

28
Figura 20: Evolução dos investimentos no setor mineral brasileiro.
 Rigidez Locacional
Ao contrário das demais atividades industriais, a mineração não se localiza em função
dos fatores de atração convencionalmente avaliados, ou seja, as jazidas estão onde estão e não
necessariamente onde empresas e investidores gostariam que estivessem (CALAES, 2006).
Segundo Shintaku (1998) a rigidez locacional é uma característica da atividade mineral e
resulta de um processo geológico que a ação humana não pode modificar. As jazidas não são
moveis e, por este motivo, o minério é explorado no mesmo local onde ele ocorre,
considerando sempre o método de lavra mais adequado para cada tipo de mineral.
Segundo o DNPM (2004) a atividade de mineração está baseada nas características
geológicas, ou seja, as jazidas estão condicionadas à evolução geológica, onde o homem não
tem influência na sua formação, podendo somente buscar a melhor forma de aproveitamento
das mesmas.

29
 Especificidade Tecnológica
Cada depósito possui condicionamentos próprios, fazendo-se sempre necessária a
execução de pesquisas tecnológicas, pelo menos para possibilitar a adaptação de processos
existente às características morfológicas e de mineralização (CALAES, 2006).
 Exaustão das Reservas
Os recursos minerais não são renováveis, portanto se exaurem com o aproveitamento
do depósito (CALAES, 2006). De acordo com Campos et al (2007 apud SILVA, 2008) a
característica da exaustão é uma das mais importantes, uma vez que, a exaustão não ocorre
apenas fisicamente, podendo ocorrer mediante outras causas como por exemplo: a exaustão
política, a exaustão econômica e até a exaustão por razões ambientais.
4.3 Seleção do Método de Lavra
Quando se trata de um empreendimento mineral, a seleção do método de lavra é um
dos principais elementos a serem analisados, pois a decisão a ser tomada implicará no sucesso
ou fracasso de um projeto mineiro. De acordo com Macêdo et al (2001) o método de lavra é
um dos principais elementos em qualquer análise econômica de uma mina, e a escolha do
método permite o desenvolvimento da operação. Em uma etapa de maior detalhe, pode
constituir-se como fator preponderante para uma resposta positiva ao projeto, uma vez que, a
seleção imprópria tem efeitos negativos na viabilidade da mina.
A lavra de minas é definida legalmente no artigo 36 do regulamento do Código de
Mineração como: o conjunto de operações coordenadas objetivando o aproveitamento
industrial da jazida, desde a extração de substâncias minerais úteis que contiver, até o
beneficiamento das mesmas (HERRMANN et al, 2010). Já Beall (1973 apud GIRODO,
2005) define lavra como sendo o ato, o processo ou o trabalho de se extrair minérios ou
minerais industriais de seu ambiente natural e transportá-lo até o ponto de seu tratamento ou
uso.

30
Analisando as duas afirmações acima, nota-se uma pequena divergência no que tange
o ponto do beneficiamento. O texto legal afirma que o beneficiamento também faz parte do
processo de lavra, já o autor Beall (1973 apud GIRODO, 2005) afirma que o processo de
lavra se encerra no beneficiamento, ou seja, o mesmo não se inclui no processo.
Naturalmente, não faz parte do objetivo desta monografia entrar no mérito da questão e
aprofundar no assunto, apenas torna-se importante a abordagem das duas opiniões para uma
melhor compreensão do leitor sobre a temática em questão.
Comumente o método de lavra é designado como sendo a técnica de extração do
material. Isso define a importância de sua seleção, já que todo o projeto é elaborado em torno
da técnica utilizada para lavrar o depósito (MACÊDO et al, 2001). Segundo Reis e Sousa
(2003 apud SILVA, 2008) o método de lavra consiste em um conjunto específico dos
trabalhos de planejamento, dimensionamento, e execução das tarefas, devendo existir uma
harmonia entre tais tarefas. Em suma, o método de lavra é a técnica de extração do minério,
esteja ele em superfície ou em profundidade.
Sobre o planejamento de lavra, Reis e Sousa (2003 apud SILVA, 2008) enfatiza que,
para a realização de um bom planejamento de lavra é necessário que se atente para alguns
critérios como: um dimensionamento bem elaborado dos equipamentos e instalações, assim
como o estudo de viabilidade econômica, sequência de atividades e custos no que diz respeito
aos impactos ambientais. Em concordância com o que foi dito, Macêdo et al (2001) afirma
que o emprego do termo “técnica de extração” reflete os aspectos técnicos da seleção do
método (parte fundamental da análise), o dimensionamento dos equipamentos, a disposição
das aberturas e a sequência da lavra.
De acordo com o DNPM (2004) o planejamento de um empreendimento mineral é
indispensável. Sem uma previsão das variáveis envolvidas e as soluções, todo
empreendimento tende a ter maiores dificuldades para se desenvolver, ou está fadado a
fracassar na sua implementação.

31
De acordo com Macêdo et al (2001) a seleção do método de lavra pode ser dividida
em duas fases.
i) Avaliação das condições geológicas, sociais e ambientais para permitir a eliminação
de alguns métodos que não estejam de acordo com os critérios desejados;
ii) Escolha do método que apresente o menor custo, sujeito às condições técnicas que
garantam uma maior segurança.
Para que se tenha um resultado bem sucedido de um projeto de mineração, o método
de lavra escolhido deverá ser o mais otimizado possível. Os fatores que influenciam na
seleção dos métodos de lavra são muitos, tanto quantitativos como qualitativos. Para a
avaliação e escolha do melhor método de lavra, algumas variáveis devem ser levadas em
consideração.
 Geometria do Depósito
As características físicas do depósito limitam as possibilidades de aplicação de alguns
métodos de lavra. A profundidade e a extensão do capeamento fornecem uma indicação
preliminar sobre a aplicabilidade de técnicas de lavra a céu aberto (MACÊDO et al, 2001).
Segundo Girodo (2005) os engenheiros de minas costumam distinguir seis tipos de
depósitos minerais como mais importantes.
i) Maciços: Corresponde a um depósito de considerável extensão lateral e vertical e cuja
mineralização (minério) costuma ser uniformemente distribuída;
ii) Camada ou Tabular: Depósito mineral paralelo à estratificação, geralmente em rochas
sedimentares, extensos lateralmente e de espessura limitada. Alguns depósitos dessa
natureza são os carvões, evaporitos, fosforitos, as bauxitas amazônicas, etc;

32
iii) Veios delgados: Correspondem a zonas ou faixas mineralizadas tipicamente extensas,
delgadas (abaixo de 3 metros) e geralmente com alto mergulho. Muitas vezes o
contato de minérios com as encaixantes é brusco, outras vezes gradacional. Grande
proporção de depósitos de ouro e minerais metálicos constituem-se em veios delgados;
iv) Veios Espessos: Semelhantes aos veios delgados, contínuos com espessura
mineralizada superior a 3 metros;
v) Lentes e Bolsões: Correspondem a corpos de minérios isolados que se fazem presentes
sob a forma de lentes de várias dimensões ou concentrações localizadas de minerais.
Tais corpos podem estar dobrados ou retorcidos. São formas mineralizadas que
predominam em depósitos de ferro, chumbo, zinco e, eventualmente em depósitos de
cobre e sulfetos polimetálicos, etc;
vi) Placer: Depósito mineral na superfície ou próximo da mesma, usualmente tabular e
por vezes com expressão razoável, provenientes de erosões de outros minerais,
podendo conter partículas de minerais preciosos (ouro, platina, diamante) e minerais
resistentes – resistatos – como rutilo, monazita, granada, etc.
De acordo com Macêdo et al (2001) o mergulho do corpo mineral é um fator
importante que influencia tanto na seleção do método como na escolha dos equipamentos,
podendo ser definidos como: Suave (Horizontal a 20°); Médio (20° a 50°); Íngreme (50° a
Vertical).
A espessura do depósito e a sua forma também permitem a exclusão de determinados
métodos, sendo estes classificados como: Estreito (< 10 m); Intermediário (10 m a 30 m);
Espesso (30 m a 100 m); Muito Espesso (> 100 m) (MACÊDO et al, 2001).

33
 Características do Minério
O método de lavra a ser escolhido também é condicionado pelas características do
minério a ser explorado, sendo o teor e a distribuição espacial as principais. De acordo com
Macêdo et al (2001) como os limites da mineralização geralmente não são identificáveis, é
possível obter várias reservas em função de diferentes teores de corte. O valor do produto e o
custo de extração determinam a quantidade e o teor a ser lavrado. Depósitos com alto teor,
estreito e de baixa tonelagem, indicam métodos de baixo investimento e mão de obra
intensiva, de forma que, o tamanho do depósito torna-se diretamente proporcional à sua
mecanização (MACÊDO et al, 2001).
Quando o depósito possui contornos irregulares, pode ser necessária a escolha de um
método mais flexível, para permitir a implementação de mudanças rápidas, de forma a
possibilitar uma melhor disposição das frentes, resultando em uma maior recuperação do
minério (MACÊDO et al, 2001).
 Presença de Água Superficial ou Subterrânea
Esta é uma das considerações mais óbvias, pois, em se tratando de estabilidade, sabe-
se que a água é um potencial “inimigo” de qualquer empreendimento de engenharia. Se lagos
e rios que cobrem o corpo do minério não podem ser drenados, os métodos de lavra que
resultarão em subsidência na superfície (lavra a céu aberto) devem ser desconsiderados. Caso
haja a presença de água fluindo em uma mina, deve-se prover a drenagem da mesma e, além
da drenagem, deve existir o cuidado suplementar no tratamento da água antes do seu
esgotamento, visando a não poluição do meio ambiente (MACÊDO et al, 2001).
 Considerações Geotécnicas
As características de um minério relacionadas com as propriedades permeabilidade,
deformabilidade e resistência, constituem a base geotécnica para a seleção do método de
lavra, devendo ser consideradas no estágio preliminar do projeto (MACÊDO et al, 2001).

34
De acordo com Macêdo et al (2001) o objetivo da avaliação geotécnica é prever o
comportamento do terreno quando as escavações são executadas e como elas afetarão a
segurança do projeto. Uma avaliação geotécnica pode iniciar-se com a aplicação de métodos
geofísicos e o mapeamento regional, no intuito de analisar a distribuição e o posicionamento
dos corpos geológicos e suas características físicas e tecnológicas (SOUZA et al, 1998).
 Considerações Ambientais
No setor mineral existem alguns impactos ambientais inerentes a essa atividade, de
forma que, tais impactos devem ser absorvidos nas operações de Controle Ambiental e o seu
planejamento direcionado a cada caso (SILVA, 2008).
Segundo Silva (2008) os impactos ambientais geralmente ocorrem principalmente na
fase de lavra dos recursos minerais. Esses efeitos são percebidos na abertura de cavas, na
supressão vegetal, escavações, mudança do visual, movimentação de massas, uso de
explosivos, ruídos, poeiras. Tais efeitos são geradores de poluição no local e nas regiões
vizinhas.
Segundo Macêdo et al (2001) os métodos de lavra a céu aberto resultam em maiores
impactos ambientais, provenientes principalmente do maior volume de material manuseado,
que exige a implantação de grandes bota-foras alterando a topografia da região. É essencial
que o método de lavra a ser escolhido seja adequado às normas ambientais do país onde será
implementado um empreendimento mineral.
 Considerações Econômicas e Financeiras
Feitas as considerações dos aspectos técnicos envolvidos no processo de seleção do
método de lavra, realiza-se a análise de critérios econômicos e financeiros. De acordo com
Macêdo et al (2001) a importância destes critérios é fundamental na escolha do método, visto
que o mais adequado é aquele que apresente o menor custo unitário.

35
Segundo Macêdo et al (2001) os custos de cada método devem ser definidos e a forma
de determiná-los é através da apropriação de seus componentes individuais. A decisão final
sobre a escolha do melhor método deve ser baseada em mais de um critério de avaliação
econômica. Deve também ser considerada a situação financeira da empresa, tendo em vista a
necessidade de grande injeção de capital em uma atividade sujeita a riscos elevados.
4.3.1 Lavra a Céu Aberto ou Subterrânea
Embora seja possível destacar cerca de dez métodos de lavra principais,
provavelmente existem mais de trezentas variações. Os métodos são limitados pela
disponibilidade e desenvolvimento dos equipamentos e, diante de todos os fatores que
influenciam em sua seleção, a escolha do método de lavra pode ser considerada como uma
ciência. Uma grande parte das minas utiliza mais de um método de lavra na sua operação. Um
dado método pode ser mais apropriado para uma zona do depósito, todavia em outras partes
seu emprego pode não ser a melhor opção (MACÊDO et al, 2001).
Tendo como referência as considerações feitas na presente monografia, existem
essencialmente duas situações possíveis na lavra de depósitos.
 Lavra a Céu Aberto;
 Lavra Subterrânea.
Segundo Macêdo et al (2001) a definição entre um método a céu aberto ou subterrâneo
se baseia sobre o critério econômico. A metodologia adotada em determinado setor da jazida é
aquela que apresenta o menor custo unitário, considerando todos os condicionantes
operacionais. Quando se emprega o método combinado de lavra é indispensável estabelecer o
limite entre os trabalhos a céu aberto e subterrâneo, no qual os gastos de exploração da jazida
sejam mínimos.

36
Em uma análise simplificada, Cavalcanti (2005) demonstra três equações que são
utilizadas para definir o limite entre os trabalhos, definindo o melhor método de lavra a ser
empregado.
Equação 4.3.1.1
CMs > CMca + R .Ce
A melhor opção neste caso é a lavra a céu aberto.
Equação 4.3.1.2
CMs = CMca + R .Ce
Neste caso, a escolha do método é indiferente no aspecto econômico, pois o custo de
exploração se iguala para os dois métodos.
Equação 4.3.1.3
CMs < CMca + R .Ce
A melhor opção neste caso é a lavra subterrânea.
Onde,
CMs - representa o custo de lavra subterrânea de 1 tonelada de minério;
CMca - representa o custo de lavra a céu aberto de 1 tonelada de minério;
R - representa a relação estéril/minério, ou seja, o número de unidades de estéril a remover
para cada unidade de minério lavrada a céu aberto;
Ce - representa o custo de lavra do estéril.

37
Segundo Macêdo et al (2001) além da análise econômica, o método de lavra adotado,
quer seja a céu aberto ou subterrâneo, deve possuir objetivos finais específicos.
 Ser seguro e produzir condições ambientais adequadas para os operários;
 Redução dos impactos causados ao meio ambiente;
 Permitir condições de estabilidade durante a vida útil;
 Assegurar a máxima recuperação do minério;
 Ser flexível para adaptar às diversas condições geológicas;
 Permitir atingir a máxima produtividade reduzindo o custo unitário.
O método é sinônimo de técnica de extração de material e o projeto da mina é uma
função da seleção da técnica de extração. Cada técnica deve ser selecionada para depósitos
individuais, fazendo-se as considerações às situações existentes. O projeto de uma mina deve
ser flexível para permitir o desenvolvimento do sistema de extração, porém o uso de novos
equipamentos ou a mudança para outro método deve ser desconsiderado se caso o mesmo não
permita modificações estruturais (MACÊDO et al, 2001).
A decisão sobre o método também está diretamente relacionada à qualidade da
informação, que é baseada na experiência das pessoas envolvidas em projetos de engenharia
(MACÊDO et al, 2001).
Como pode ser verificado, não existe um processo produtivo que caracterize a
atividade da mineração. Para cada tipo de minério, corpo mineralizado e escala de produção,
existe uma solução tecnológica que melhor se ajusta aos diversos fatores intervenientes.

38
4.4 Mineração a Céu Aberto
Um empreendimento de mineração a céu aberto, no geral, funciona de maneira
diferente da maioria das outras obras de engenharia geotécnica. Neste caso, não há inserção
de um elemento permanente no maciço, como ocorre na construção de uma barragem, e sim,
o desmonte contínuo do mesmo. Porém, em ambas as obras, o monitoramento do desempenho
dos elementos envolvidos, através de instrumentação, é constante (DAMASCENO, 2008).
O tempo de maturação neste tipo de empreendimento é mais lento, podendo existir
grande distância temporal entre a descoberta de uma área com ocorrência considerável de
minério e o início das operações efetivas de lavra. Porém, depois de iniciadas as atividades,
estas se desenvolvem de maneira relativamente simples, podendo levar dezenas de anos até o
esgotamento “técnico” da região, pois nem sempre uma mina é desativada pelo esgotamento
mineral, e sim, devido a limitações técnicas de lavra do mineral restante, tornando a
exploração economicamente inviável (DAMASCENO, 2008). Segundo Girodo (2005) no
caso das mineralizações se apresentarem em domínios profundos, o processo de extração do
minério a céu aberto torna-se antieconômico, pois para poder ter acesso ao corpo
mineralizado seria necessário a remoção de uma grande camada de estéril e cobertura vegetal.
Neste caso, tendo se tornado inviável o processo de exploração por um método a céu aberto,
só resta à alternativa de se explorar o depósito mineral subterraneamente.
De acordo com Damasceno (2008) a “vida” de uma exploração mineira a céu aberto é
composta por um conjunto de atividades que se podem resumir em: pesquisa para localização
do minério; prospecção para a determinação da extensão e do valor do minério localizado;
estimativa dos recursos em termos de extensão e teor do depósito; planejamento para
avaliação da parte do depósito economicamente extraível; estudo de viabilidade para
avaliação global do projeto e tomada de decisão entre iniciar ou abandonar a exploração do
depósito; desenvolvimento de acessos ao depósito que vai se explorar; exploração, com vista
à extração de minério em grande escala; e recuperação da zona afetada de forma a possibilitar
uso futuro. As atividades citadas acima, que compõem as fases de um empreendimento
mineral a céu aberto, serão representadas nesta monografia com uma maior riqueza de
detalhes em um tópico que trata especialmente deste assunto.

39
Segundo Girodo (2005) a lavra a céu aberto nada mais é do que uma escavação ampla
da superfície do terreno com o propósito de extrair minerais metálicos e não metálicos, em
qualquer tipo de rocha. As lavras a céu aberto podem ser desde pequenas raspagens manuais
na superfície do terreno até gigantescas escavações que alcançam centenas de metros em
profundidade, podendo ocupar dezenas ou eventualmente até centenas de quilômetros
quadrados em superfície. De acordo com Redaelli e Cerello (1998) escavações a céu aberto
podem envolver pequenos serviços executados por homens munidos de pás e picaretas até
grandes serviços executados por equipamentos de grande porte. Adicionalmente, a capacidade
e o poder de escavação dos equipamentos vêm crescendo com os anos, reduzindo assim a
necessidade de desmonte do minério a partir do uso de explosivos, todavia, a prática de
desmonte por fogo ainda é amplamente utilizada. A figura 21 mostra com clareza a
grandiosidade dos equipamentos de escavação que estão sendo fabricados na atualidade.
Figura 21: Equipamento de escavação de grande porte (“Escavadeira Shovel”).
Fonte: (CATERPILLAR, 2013 a).
A lavra a céu aberto possibilita ampla flexibilidade na produção, a qual inclui a
habilidade de se extrair 100% do minério existente dentro do corte; tal extração é feita até o
ponto onde a relação estéril/minério sobe consideravelmente, tornando-se inviável. Uma das
finalidades de um empreendimento mineral é o lucro, portanto é lógico chegar à conclusão
que uma mina a céu aberto deve ir a uma profundidade onde o custo de energia despendida se
aproxima, mas jamais excede o valor do mineral extraído (GIRODO, 2005).

40
Quando se trata de um empreendimento mineral a céu aberto um dos grandes
problemas é a falta de planejamento ou, em muitos casos, um planejamento inadequado, o que
reflete na má escolha em relação aos equipamentos utilizados nas operações em geral dentro
da mina, gerando desta forma, desperdícios, diminuição de produtividade, e
consequentemente, custos elevados (SILVA, 2008). Segundo Girodo (2005) o planejamento
da lavra a céu aberto deve proceder concomitantemente com o seu estudo de viabilidade
técnica-econômica. Quando se estabelece a escala de produção para o projeto mineiro
definitivo, os estudos de lavra devem ser feitos de forma bastante detalhada para evitar
possíveis erros futuros.
De acordo com Girodo (2005) o projeto de uma mina é um exercício especializado de
engenharia econômica e ao lado das soluções técnicas atemporais o projetista deve também
planejar as operações no correr dos anos, bem como, avaliar os produtos comercializáveis e os
custos de capital e de operações envolvidos. Os teores e outras características dos minérios
são variáveis no espaço e, por consequência, também o são os custos. Em alguns tipos de
mineração (ex. ouro) costuma-se privilegiar o minério mais rico para assim maximizar o valor
presente do fluxo de caixa. Na maioria das commodities minerais, contudo, esta alternativa
não é válida, pois ao privilegiar o minério de melhor qualidade desequilibra-se a jazida e
deixa-se de aproveitar o minério de pior qualidade. Em todos os casos, todavia, os fatores de
controle são muito importantes, sendo determinados com a devida antecedência e assim
procedendo, prevê-se temporalmente a quantidade e qualidade dos produtos comercializados e
os custos envolvidos. Destarte, após uma cuidadosa análise de todas as condicionantes que
poderão ocorrer, estabelece-se o método de exploração e os detalhes da operação que melhor
atendam o projeto.
Conforme já mencionado anteriormente, não existe um método de lavra que
caracterize um empreendimento mineral, ou seja, cada método se aplica melhor a uma dada
situação. Desta forma, conclui-se que a lavra a céu aberto se aplica melhor a certos tipos de
situações e em outros casos não é viável a sua utilização. Seguindo esta linha de raciocínio,
serão apresentadas a seguir as vantagens e desvantagens da aplicação do método de lavra a
céu aberto (GIRODO, 2005).

41
i) Vantagens
 Os métodos de lavra a céu aberto são flexíveis, possibilitando rápidas mudanças no
esquema produtivo em tempo muito curto;
 Os métodos de lavra são mais seguros. Locais com rochas instabilizadas são notados
com maior facilidade e o problema pode ser prontamente sanado com relativa
facilidade. Os operadores são também mais facilmente vistos pelos seus superiores.
Trabalhando-se com grandes equipamentos tem-se um número menor de operários
melhor preparados, sendo mais fácil de serem administrados;
 A lavra a céu aberto é mais compatível com operações seletivas. O controle dos teores
torna-se mais fácil, deixando para trás alguns blocos de minérios mais pobres ou
removendo-os como material estéril;
 O custo unitário de uma lavra a céu aberto costuma ser apenas uma fração do custo de
uma lavra subterrânea, sendo a mesma explorada em profundidades menores;
 Em uma lavra a céu aberto existe a ausência de problemas envolvendo a ventilação do
local de trabalho.
ii) Desvantagens
 Turbação da superfície do terreno, ou seja, em um empreendimento mineral a céu
aberto a degradação do meio ambiente é considerável;
 Em uma lavra a céu aberto existe uma grande emissão de poeira, ruídos e diversas
vibrações decorrentes das detonações;
 A lavra a céu aberto tem a necessidade de movimentação de uma grande massa de
material estéril.

42
No Brasil, os métodos de lavra a céu aberto são representados basicamente por: Lavra
por bancadas (“Open Pit Mining”), Lavra por Tiras (“Strip Mining”) e Lavra Aluvionar
(“Placer Mining”) (SILVA, 2008). De acordo com Hartman (2002 apud SILVA, 2008) a
mineração em superfície (a céu aberto) inclui os métodos de escavação mecânica (a lavra por
bancadas e a lavra em tiras) e os métodos de escavação hidráulicos (lavras aluvionares).
i) Lavra por Bancadas (“Open Pit Mining”)
De acordo com Silva (2008) na mineração a céu aberto, o método mais utilizado é a
lavra por bancadas (Figura 22). Este tipo de lavra pode ser definido como um processo de
mineração onde depósitos de sub-superfície a superfície são escavados em forma de bancos.
Geralmente este método é utilizado em depósitos minerais regulares, possuindo larga escala
em termos de taxa de produção, sendo responsável por mais de 60% de toda a produção
lavrada por métodos de superfície. Por ser este método tão importante, se fez necessário o
detalhamento deste em um tópico específico que será mostrado adiante.
Figura 22: Lavra por bancadas da Companhia Vale do Rio Doce, conhecida como mina de Brucutu.
Fonte: (TIME MAGAZINIE, 2013).

43
ii) Lavra em Tiras (“Strip Mining”)
Segundo Souza (1994 apud DNPM, 2004) a lavra a céu aberto por tiras é utilizada
principalmente em jazidas com predominância de camadas horizontais (stratabound), com
espessuras de minério menores em relação às grandes dimensões laterais (Figura 23). É
semelhante à lavra por bancadas, deferindo em um aspecto: o capeamento não é transportado
para um bota-fora ou pilhas de estéril, mas depositado diretamente nas áreas adjacentes já
lavradas. Às vezes a mesma máquina faz a escavação e o transporte do estéril, em uma
operação unitária.
Figura 23: Lavra em tiras localizada em Casper, Estados Unidos.
Fonte: (CITIZENS COAL COUNCIL, 2013).
iii) Lavra Aluvionar (“Placer Mining”)
Segundo Souza (1994 apud DNPM, 2004) a operação de dragagem de um placer
(Figura 24) é feita por uma draga que pode ser equipada com instalações de tratamento que
incluem dispositivos de descarte de rejeito. O local para a operação de uma draga pode ser
natural ou artificial, de forma que, o volume de água necessário depende do tamanho da draga
e do porte do depósito analisado.

44
Figura 24: Dragagem do canal do rio Paraguai.
Fonte: (AHIPAR – Administração da Hidrovia do Paraguai, 2013).
É importante ressaltar que os métodos de lavra a céu aberto foram aqui descritos de
uma forma simplória, ou seja, as informações sobre estes tipos de lavra não se esgotam nesta
monografia. Cada empreendimento de mineração deve aplicar as melhores técnicas para seu
planejamento e operação, estudando todas as variáveis envolvidas para cada situação
específica, através de pessoal técnico especializado, tendo em conta as observações de campo
e as orientações da literatura especializada.
4.4.1 Lavra por Bancadas
Segundo Souza (1994 apud DNPM, 2004) a lavra por bancadas é aplicada quando a
jazida possui dimensões verticais e horizontais consideráveis, obrigando a retirada do minério
por meio de bancadas, bancos ou degraus. O método de lavra em bancadas pode ser tanto em
encosta (flanco) quanto em cava. A lavra em encosta está acima do nível de escoamento da
drenagem, e se faz sem acumular água. Já a lavra em cava está abaixo da cota topográfica
original, tornando a mina um grande reservatório, necessitando-se de bombeamento para o
esgotamento da água. A variação entre a lavra em cava ou em encosta se dá unicamente pela
topografia do local, ou seja, a localização do corpo do minério. Para uma melhor
compreensão, as figuras 25 e 26 exemplificam a diferença entre os dois métodos de lavra por
bancadas.

45
Figura 25: Lavra em Encosta.
Fonte: (IGM – Instituto Geológico e Mineiro, 1999).
Figura 26: Lavra em Cava.
Fonte: (IGM, 1999).
Em minas a céu aberto com formação de cavas e ou encostas, os depósitos minerais
são explorados desde níveis superficiais até certa profundidade, formando assim taludes,
conforme o minério, juntamente com o material estéril, vão sendo extraídos (DAMASCENO,
2008). De acordo com Cavalcanti (2005) o talude de lavra é um elemento de extraordinária
importância, não só pela influência na segurança dos serviços, mas também por delimitar os
limites superficiais de uma cava, influenciando na economicidade da lavra e a profundidade
economicamente atingível da mesma.
Segundo Damasceno (2008) para a realização do projeto de um talude de mina deve-se
atentar principalmente para a geometria das bancadas de escavação e dos taludes inter-rampa.
A figura 27 mostra uma seção típica de um talude de mina com seus parâmetros definidores.

46
Figura 27: Parâmetros que definem a geometria de uma mina a céu aberto.
Fonte: (DAMASCENO, 2008).
Onde,
ℎ𝐵 - Altura da bancada;
𝑏 - Largura da bancada;
𝛼𝐵 - Ângulo da face da bancada (Ângulo do Talude);
𝛼𝑅 - Ângulo de inter-rampa;
𝛼0 - Ângulo global da cava/encosta;
ℎ𝑅 - Altura máxima da inter-rampa;
𝑟 - Largura da rampa;
ℎ0 - Altura máxima global da cava/encosta.
Dos parâmetros geotécnicos citados anteriormente a altura da bancada, a largura da
bancada, o ângulo do talude e a largura da rampa necessitam de uma abordagem singular,
devido à importância de cada um na configuração de um talude. Os outros parâmetros, de
certa forma, estão correlacionados a estes, ou seja, o valor resultante dos outros parâmetros
são consequência da escolha destes.

47
É importante ser ressaltado que cada mina possui suas características próprias, e
nenhum valor que aqui será apresentado é meramente inserido em um projeto de mineração.
Todos os parâmetros geotécnicos de uma mina devem ser calculados de forma a atender as
características do material a ser explorado. Por fugir ao objetivo desta monografia, não serão
mostrados todos os fatores intervenientes de cada parâmetro geométrico do talude de uma
mina, pois seria inviável a apresentação destes por ser vasta a temática em questão. Desta
forma, serão apresentadas a seguir as características e definições dos parâmetros mencionados
anteriormente, juntamente com alguns valores expostos pelas literaturas que servem de base
para o inicio de um projeto.
i) Altura da Bancada
Parâmetro de grande importância na segurança e economicidade das operações. Deve
ser tal que qualquer perturbação do equilíbrio dos níveis tenha efeitos apenas locais, além de
adequado ajuste entre a escala de produção desejada e os equipamentos de lavra disponíveis
(DNPM, 2004). A altura das bancadas é determinada, geralmente em função do tamanho do
equipamento de escavação e carregamento, das características do maciço, das exigências de
seletividade e do resultado do desmonte (TORRES, 2013).
Segundo Torres (2013) as vantagens das bancadas baixas são: possibilitar melhores
condições de segurança, melhores condições para o tratamento dos taludes finais e menores
vibrações. Já as bancadas altas possuem as seguintes vantagens: maior rendimento na
perfuração, melhor rendimento dos equipamentos de carga e menor quantidade de bancadas.
De acordo com Girodo (2005) a altura das bancadas nas principais operações minerais
do Quadrilátero Ferrífero é da ordem dos 13, 10 e 7 metros, para as minas de grande, médio e
pequeno porte, respectivamente. Segundo Germani (2002) a altura das bancadas jamais
devem exceder os 15 m. Já o DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes
(2009) recomenda que a altura dos taludes em corte não ultrapasse os 8m. Este valor
apresentado pelo DNIT possui uma maior rigorosidade envolvida, por ser este órgão mais
criterioso quanto à segurança da estrutura. Para fins de um dimensionamento primário, este
valor pode ser considerado como válido, ficando sobre a responsabilidade do projetista a
otimização posterior do projeto, com valores mais adequados ao empreendimento mineiro.

48
ii) Largura da Bancada
A bancada é feita para a divisão do talude geral, quebrando sua continuidade, com
dimensões e posicionamento em níveis adequados, também servindo de acesso aos diferentes
níveis. A largura da bancada é dimensionada de maneira tal que permita o acesso de
equipamentos destinados à remoção dos materiais desmontados, mas evitando que os
materiais desmontados atinjam níveis inferiores (DNPM, 2004). Segundo Girodo (2005) as
bancadas são normalmente dimensionadas para reter algum material desgarrado das paredes
superiores, evitando assim o seu deslocamento até as partes inferiores da mina.
De acordo com Torres (2013) a largura das bancadas estão diretamente ligadas à altura
das mesmas.
Equação 4.4.1.1
b = 4,5m + 0,3.h𝑏
Onde:
b - Largura da Bancada;
hb - Altura da bancada adotada.
Segundo o DNIT (2009) a largura do patamar de um corte deve possuir no mínimo 4
m de comprimento, visando à segurança do empreendimento e do operador que executa o
corte.
É importante que seja feito uma pequena observação sobre a questão da definição de
bancada e praça da mina. De acordo com DNPM (2004) a praça da mina é compreendida
como a maior área de manobras dos equipamentos ou a área de cota inferior e que dá acesso a
todas as frentes da mina. Em uma mesma mina pode haver mais de uma praça, localizadas em
cotas diferentes. Portanto, é errado relacionar a praça da mina com a bancada da mesma, uma
vez que são parâmetros totalmente diferenciados. A figura 28 mostra a diferença entre praça
de serviço e bancada de talude.

49
Figura 28: Diferenciação entre praça e bancada de mina.
Fonte: (ELABORADO PELO AUTOR).
iii) Ângulo da Face da Bancada (Ângulo do Talude)
Por princípio, um ângulo de talude deve ser tal que permita a continuidade das
operações que se realizam em seu nível ou em níveis inferiores e superiores. Ou, em outras
palavras, um talude deve permanecer estável enquanto durarem as operações de lavra e após
seu fechamento (DNPM, 2004). Segundo Girodo (2005) o volume de estéril produzido é
significativamente afetado pelo ângulo de talude de escavação e assim deve ser levada a cabo
uma cuidadosa avaliação dos parâmetros geotécnicos envolvidos.
De acordo com Marangon (2010) os padrões usuais indicam as inclinações associadas
aos gabaritos estabelecidos nos triângulos retângulos mostrados na figura 29.
Figura 29: Padrões de inclinação para taludes.
Fonte: (MARANGON, 2010).

50
Estes gabaritos são frequentemente usados na prática da Engenharia, porém, para um
estudo mais detalhado de um empreendimento mineral, os taludes não obtêm a sua
estabilidade com estas inclinações, sendo necessária a realização de uma análise de
estabilidade mais aprofundada (MARANGON, 2010).
De acordo com Girodo (2005) os ângulos de talude das principais minerações a céu
aberto no Quadrilátero Ferrífero são variáveis e costumam estar por volta dos 50 a 60 graus. A
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, afirma na NBR 9061 (1985) que as
escavações devem ser executadas com paredes em taludes cujo ângulo horizontal não deve
exceder os seus valores máximos.
 45º - No caso de solos não coesivos ou coesivos médios;
 60º - No caso de solos coesivos resistentes;
 80º - No caso de rocha.
iv) Largura da Rampa
As rampas (vias) são os caminhos pelos que se realizam a operação de transporte e
serviços dentro da lavra. Podem também ser projetadas rampas para acesso de máquinas que
efetuam o arranque e operações auxiliares. Para uma ótima operação de transporte é
necessário que se avalie alguns fatores, sendo eles: a firmeza da via, a inclinação, a largura da
via, a curvatura, a visibilidade e a convexidade (TORRES, 2013).
De acordo com o DNPM (2013 a) a largura mínima das vias de trânsito deve ser duas
vezes maior que a largura do maior veículo, no caso de pista simples, e três vezes maior, para
pistas duplas.
As rampas devem ter uma inclinação no máximo de 20% e normalmente próximo a
12% (TORRES, 2013).

51
Segundo Torres (2013) a largura da via pode ser obtida levando-se em consideração a
largura do maior veículo que trafega na via.
Equação 4.4.1.2
Lv = Lc .(0,5+1,5 .n)
Onde,
Lv - Largura da via;
Lc - Largura do maior veículo de transporte utilizado;
n - Número de vias de uma mina.
Assim como qualquer método de lavra, a lavra por bancadas possui vantagens e
desvantagens, sendo estas apresentadas a seguir (SILVA, 2008).
i) Vantagens
 Drenagem natural e transporte descendente quando em encosta;
 Alta produtividade devido à grande mecanização e pouca mão de obra;
 Baixo custo operacional;
 Período em geral curto para o início das operações;
 Permite boa estabilidade dos taludes;
 Relativamente flexível;
 Segurança e higiene satisfatória.

52
ii) Desvantagens
 Limite de profundidade em cerca de 300 m, devido a limites tecnológicos e dos
equipamentos;
 Grande investimento de capital;
 Sujeito a condições climáticas diversas;
 Degradação massiva do meio ambiente;
 Requer depósitos e equipamentos grandes.
4.5 Equipamentos e Insumos Empregados na Mineração a Céu Aberto
Este tópico tem por finalidade a apresentação dos equipamentos e insumos que são
empregados em um empreendimento mineral sem, contudo, detalhar todos os fatores
envolvidos. Portanto, os exemplos aqui descritos, apesar de serem numerosos, estão de certa
forma resumidos, sendo apresentado apenas as principais características dos mesmos.
4.5.1 Equipamentos
Até o aparecimento dos equipamentos mecanizados e mesmo depois, a movimentação
de terras era feita pelo homem, utilizando ferramentas tradicionais: pá e picareta para corte,
carroças ou vagonetas com tração animal para o transporte. Dado o seu pequeno rendimento,
as escavações manuais dependiam, sobretudo, da mão de obra abundante e barata, fator que o
desenvolvimento tecnológico e social foi tornando cada vez mais escasso, e por consequência
mais oneroso. Com o aparecimento dos equipamentos mecanizados, surgidos em
consequência do desenvolvimento tecnológico, tornava-se competitivo o preço do movimento
de terras, apesar do elevado custo de aquisição dessas máquinas. A alta eficiência mecânica
dos equipamentos traduzia-se em uma grande produtividade, conduzindo por consequência a
preços mais baixos, se comparados com os valores obtidos manualmente (RICARDO e
CATALANI, 2007).

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