1. Aplicação do Arena na Simulação de
Operações em Lavra Subterrânea
Mina de Vazante – Votorantim Metais
2. Sumário
• Apresentação da Votorantim Metais e Mina de Vazante;
• Contexto;
• Objetivos;
• O modelo;
• Apoio Paragon
• Animação gráfica;
• Resultados;
• Conclusões;
• Próximos passos.
3. Apresentação da empresa
Votorantim industrial
Votorantim
Industrial (VID)
VC VM VS
(Brazil and LATAM) (Brazil) (Brazil) (Brazil)(4)
VCNA ZN AL NI
Acerbrag
(North America) (Argentina)
Cajamarquilla
(Peru) APDR
(Colombia)(3)
(Portugal & EMS)(1)
Peru(2)
4. Apresentação da empresa
Votorantim Industrial – atuação em mais de 20 países
Metals
Cement
Pulp
Energy
Long Steel
5. Apresentação da empresa
Votorantim Metais – Negócio Zinco
Coldwater
Michigan, US Austria
Metallurgy Austria
Product: Metallic Zinc Sales office
Changsu
Clarksville
China
Tennesse – US Metallurgy
Metallurgy
Product: Zinc Oxide
Product: Zinc Oxide
Millington
Tennesse – US Shanghai
USA Metallurgy China
Product: Zinc Oxide Sales office
Houston
Texas, US
Commercial Office and Metallurgy
Morro Agudo
Product: Metallic Zinc and zinc
Minas Gerais, Brazil
powder
Mining and Mineral Process
Product: Concentrate
Peru Brazil
Vazante
Minas Gerais, Brazil
Mining and Mineral Process
Product: Concentrate
Cajamarquilla Três Marias
Lima, Peru Minas Gerais,Brazil
Metallurgy Metallurgy
Product: Metallic Zinc Product: Metallic Zinc
São Paulo Juiz de Fora
São Paulo, Brazil
Minas Gerais,Brazil
Metallurgy
Head office Product: Metallic Zinc
6. Apresentação da empresa
Mina de Vazante - Localização
Paracatu
Vazante Três Marias
Belo Horizonte
Rio de Janeiro
8. Apresentação da empresa
Mina de Vazante – Histórico
1951 – Descoberta de minério de Zinco em Vazante
1956 – Fundação da Companhia Mineira de Metais - CMM
1961 – Início das pesquisas em Vazante
1969 – Produção em escala industrial (Mina Céu Aberto)
1983 – Início de implantação da lavra subterrânea
1993 – Produção em escala industrial (Mina Subterrânea)
2005 – CMM passa a se chamar Votorantim Metais (VM)
10. Contexto
Mina de Vazante – Método de lavra
VRM (Vertical Retreat Mine)
Aplicado a corpos de minério com inclinação maior que 40o.
Principal método de lavra utilizado na mina(85%).
Também é utilizado o corte e aterro em corpos com menores inclinações
12. Contexto
Os projetos
• Queda de teores(Zn%) do recurso mineral;
• Redução da espessura do recurso mineral;
• Déficit de desenvolvimento da mina em anos anteriores;
Os Desafios
• Queda de receita em função de menor quantidade de Zinco produzido;
• Aumento da diluição na lavra, reduzindo teores e elevando o custo do processo;
• Redução da reserva mineral liberada para produção;
Os Efeitos • Maior necessidade de desenvolvimento da mina antecipando investimentos;
• Aumento da taxa de lavra evitando queda de produção de Zinco?
• Aumento da taxa de desenvolvimento para liberação mais rápida de reserva mineral?
• Lavra seletiva para aumento dos teores(Zn%) visando redução de custo?
Possíveis • Método de lavra com menor demanda de desenvolvimento?
Soluções?
13. Contexto
Produção Minério e desenvolvimento
Realizado
Planejamento Quinquenal
Desenvolvimento - Metros
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Produção Minério – Mton ROM
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
14. Contexto
Estudos para mudança de método de lavra
Desenvolvimento do Projeto Extremo Norte para método de lavra VRM (Vertical Retreat Mine)
Design Atual
Desenvolvimento do Projeto Extremo Norte para método de lavra SLRM (Sublevel Retreat Mine)
Design Proposto
Redução de 30% no
desenvolvimento
15. Contexto
Estudos para lavra em veios estreitos(lavra seletiva)
Extremo Norte
Sucuri Norte
Sucuri Rampa X
Bocaina
Lumiadeira
10 km
Distribuição de espessuras
35%
30%
25%
Freqüência (%)
20%
15%
10%
5%
0%
< 1,5 1,5 - 3,0 3,0 - 5,0 > 5,0
Espessura (m)
Planejamento de stopes com espessura operacional mínima de 1,5m
16. Objetivo
Simulações com Arena
Avaliação de taxas de produção através de simulações em Arena para:
• Diferentes métodos de lavra;
• Variações nas características geológicas (espessura do corpo de minério);
• Variações de frota;
• Variações de parâmetros operacionais:
– Taxas de perfuração em rocha;
– Comprimento dos furos;
– Malha de perfuração;
– Velocidades de deslocamento dos equipamentos;
– Capacidade dos equipamentos de carregamento e transporte;
– Disponibilidade e utilização dos equipamentos;
– Regime de trabalho (horas disponíveis por turno);
17. O modelo
Ciclo de Lavra
Desenvolvimento
Cabeamento
Enchimento
com estéril
Perfuração e
desmonte
Topografia Limpeza e
transporte do
minério
18. O modelo
Ciclo de Desenvolvimento
Perfuração Carregamento
Detonação
Ventilação
Topografia
Limpeza e
transporte
Estabilização
Saneamento
Tirantes
20. O modelo
Sistemas simulados (VRM x SLRM)
Método de lavra VRM (Vertical Retreat Mine) Método de lavra SLRM (Sub level Retreat Mine)
Comprimento ̴ 300 m
Comprimento (padrão 60 m)
Espessura
Minério Minério
Espessura
Pilar Minério Pilar GM – Galeria de Minério
Avanço de Lavra Avanço de Lavra
Travessa
Ponto
de Carga
GT – Galeria de Transporte
a
mp
Ra
Ra
mp
a
Ciclo de lavra
Slot Leques (3-5)
Perfuração Perfuração
Cabeamento
Slot
Enchimento
Leques Desmonte Limpeza
Desmonte Limpeza
21. O modelo
Estrutura geral do sistema
Interface Simulador Interface
Método
Input Indicadores Lavra Realce Output
de Lavra
Específicos
Cabolt Taxas de
Sequência Produção
Simba
de Lavra Produtividades
Normet
Parâmetros
LHD
Modelo Arena %
Dos Realces Disponibilidade Rendimento
Caminhão
6:00 hs 14:00 hs 22:00 hs
1h 2h 2h
6h 6h 6h
24h
Turno de trabalho
23. O modelo
Matriz de inputs – Parâmetros da Frota
Sandivik Cabolt
Numero de Cabolts nº 2
Metros cabeados/hora m/h 18
Disponibilidade (%) 55
Simba Atlas Copco M6C e S7
Numero de Simbas nº 2
Metros perfurados/hora m/h 17.8
Disponibilidade (%) 63
LHD CAT R-1700
Numero de LHD nº 2
Velocidade média km/h 10
Tempo de ataque ao monte de minério min 1
Tempo de Basculamento min 1
Disponibilidade (%) 75
Tonelagem/ciclo LHD t/ciclo 12.5
Caminhões Volvo A-30
Numero de Caminhoes nº 6
Velocidade média km/h 15
Tempo de Basculamento min 1
Tonelagem/ciclo t/ciclo 28
Disponibilidade (%) 85
25. O modelo
Período de simulação
Cenário Unidade Ano 1 Ano 2 Ano 3 Ano 4 Ano 5 Ano 6 Ano 7 Ano 8 Ano 9 Ano 10 Ano 11 Ano 12 Total
Run of Mine t 0 0 106,743 160,329 159,890 159,890 159,891 160,329 159,890 159,890 159,891 29,884 1,416,628
Teor de Zinco ROM % 0.00 0.00 14.06 13.95 13.00 12.98 12.51 12.00 11.00 10.23 8.74 10.05 11.94
1
Zinco Contido t 0 0 13,437 20,022 18,603 18,581 17,899 17,219 15,741 14,639 12,509 2,689 151,338
Metros de Desenvolvimento m 563 999 1,245 1,303 1,499 1,487 585 0 0 0 0 0 7,681
Run of Mine t 0 0 100,279 160,327 154,164 159,890 159,891 160,329 159,891 159,890 159,891 46,844 1,421,396
Teor de Zinco ROM % 0.00 0.00 15.34 14.62 13.50 13.50 12.00 11.00 10.00 9.00 9.52 12.97 11.94
2
Zinco Contido t 0 0 13,768 20,974 18,627 19,319 17,172 15,784 14,310 12,879 13,619 5,440 151,892
Metros de Desenvolvimento m 452 624 1,289 1,026 1,210 469 0 0 0 0 0 0 5,071
Run of Mine t 0 0 109,775 160,329 159,891 159,890 159,891 160,328 159,891 51,401 0 0 1,121,396
Teor de Zinco ROM % 0.00 0.00 15.50 15.20 12.82 12.80 12.80 12.83 11.32 11.83 0.00 0.00 13.16
3
Zinco Contido t 0 0 15,229 21,818 18,352 18,317 18,317 18,405 16,199 5,440 0 0 132,077
Metros de Desenvolvimento m 563 999 1,380 1,753 1,799 1,187 0 0 0 0 0 0 7,681
Run of Mine t 0 0 109,892 158,031 159,891 159,891 159,891 160,328 156,286 63,931 0 0 1,128,140
Teor de Zinco ROM % 0.00 0.00 15.96 15.00 13.00 13.03 13.01 12.02 11.00 12.71 0.00 0.00 13.14
4
Zinco Contido t 0 0 15,700 21,216 18,603 18,643 18,619 17,249 15,386 7,270 0 0 132,686
Metros de Desenvolvimento m 467 619 1,399 1,403 1,084 99 0 0 0 0 0 0 5,071
26. Apoio Paragon
• Contrato para o desenvolvimento de vários projetos;
• Engenheiro da Paragon em tempo integral na Votorantim;
• Capacitação de profissionais da Votorantim para utilização do Arena.
29. Resultados
Cenários simulados
• Foram simulados os cenários para realces com espessura > 3m variando:
– Frota de carregamento e transporte
– Frota de cabeamento e perfuração
– Taxa de enchimento dos realces
31. Resultados
Comparação entre cenários com variações de frota
Taxa de produção diária média por Realce Taxa de produção diária média do sistema de realces
400 2500
350
2000
300
250 1500
TPD
TPD
200
150 1000
100
500
50
0 0
VRM c/ LHD 12.5 t SLRM c/ LHD 12.5 SLRM c/ LHD 14 t SLRM c/ LHD 12.5 VRM c/ LHD 12.5 t SLRM c/ LHD 12.5 SLRM c/ LHD 14 t SLRM c/ LHD 12.5
t t Fixa no Stock Pile t t Fixa no Stock Pile
2 Simbas + 2 Cabolts 1 Simba + 1 Cabolt 1 LHD + 2 Caminhões 2 LHD + 6 Caminhões
32. Conclusões
• Permite analisar taxas de produção para método de lavra ainda não praticado na
mina;
• Resultados para o VRM ficaram coerentes com o praticado na mina atualmente;
• Verificação de gargalos como desenvolvimento da mina e enchimento de realces;
• Modelo permite visualizar o impacto da mudança de cada variável operacional;
• Permite testar a sensibilidade à mudanças de frota;
33. Próximos Passos
• Simular operações de desenvolvimento;
• Realizar simulações para lavra em veios estreitos;
• Avaliar sensibilidade do modelo frente a variáveis que ainda não foram testadas;
• Realizar modelamento em Arena para outras operações e projetos na Votorantim Metais
(underground e open pit);