Simulação de operações de lavra subterrânea na Mina de Vazante
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Simulação de operações de lavra subterrânea na Mina de Vazante
- 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
- 7. Apresentação da empresa Mina de Vazante - Localização Unidade Unidade Vazante
- 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)
- 9. Apresentação da empresa Mina de Vazante
- 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
- 11. % 10 15 20 25 30 35 40 0 5 2900 2625 2500 2375 2250 2125 2000 1875 1750 1625 Contexto 1500 1375 Os desafios 1250 1125 1000 875 sul 750 625 500 375 275 ZNW 150 25 Teor x perfil 100 FE distancia (m) 225 350 475 600 725 850 norte 975 1100 1225 1350 1475 1600 1725 1850 1975 2100 2225 2425 2550 2675 2800
- 12. 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
- 19. O modelo Sistemas simulados (VRM x SLRM) Método de lavra VRM (Vertical Retreat Mine) Método de lavra SLRM (Sub level Retreat Mine) Cenário 1 - (Stopes > 3m espessura)* Cenário 2 - (Stopes > 3m espessura)* Cenário 3 - (Stopes > 1,5m espessura) Cenário 4 - (Stopes > 1,5 espessura) * Cenários já simulados
- 20. 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
- 22. O modelo Matriz de inputs – Parâmetros operacionais
- 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
- 24. O modelo Relacionamento entre variáveis Método Método Método VRM SLRM Espessura 1.5 mts 2 mts 2.5 mts 3 mts Comprimento 60 mts 100 mts 150 mts 200 mts 250 mts 300 mts Interface Etapa do Cabeamento Slot Perfuração Carregamento Limpeza Explosivos Ciclo Parâmetros Indicadores Específicos Produtividade Disponibilidade Utilização Operacionais Tempos por STempo/Etapa Etapa = Tempo/Realce Modelo Arena Taxa de Taxa Produçao TPD
- 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.
- 27. Esquema Animação Operações Lavra Realce Cabeamento Enchimento Perfuração Detonação Limpeza Slot Deslocamento Veículos
- 28. Animação Modelo
- 29. Resultados Cenários simulados • Foram simulados os cenários para realces com espessura > 3m variando: – Frota de carregamento e transporte – Frota de cabeamento e perfuração – Taxa de enchimento dos realces
- 30. t 100 200 300 500 600 700 800 900 400 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Resultados 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 Gráfico “output” resultados diários 2100 Dia 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 TPD Rom(VRM - Cenário 1) 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 TPD Rom 3800 3900 4000 4100
- 31. 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);
- 34. Depoimento Obrigado!
- 35. Para mais informações Phone 55 11 3849 8757 Fax 55 11 3845 4967 contato@paragon.com.br www.paragon.com.br