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Categorias crianças

73. Ferro e Aço

73. Ferro e Aço (4)

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73. Ferro e Aço

Editor do Capítulo: Augustine Moffit


Conteúdo

Figuras e Tabelas

Indústria de Ferro e Aço
John Masaitis

Laminadores
H. Schneider

Problemas e Padrões de Saúde e Segurança

Questões ambientais e de saúde pública

Tabelas

Clique em um link abaixo para visualizar a tabela no contexto do artigo.

1. Subprodutos recuperáveis ​​de fornos de coque
2. Resíduos gerados e reciclados na produção de aço no Japão

figuras

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74. Mineração e extração

74. Mineração e extração (17)

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74. Mineração e extração

Editores de Capítulo:  James R. Armstrong e Raji Menon


 

Conteúdo 

Figuras e Tabelas

Mineração: uma visão geral
Norman S. Jennings

Exploração
William S. Mitchell e Courtney S. Mitchell

Tipos de Mineração de Carvão
Fred W. Hermann

Técnicas de Mineração Subterrânea
Hans Hamrin

Mineração subterrânea de carvão
Simon Walker

Métodos de mineração de superfície
Thomas A. Hethmon e Kyle B. Dotson

Gestão de Mineração de Carvão de Superfície
Paulo Westcott

Minério de processamento
Sidney Allison

Preparação de Carvão
Antonio D. Walters

Controle terrestre em minas subterrâneas
Luc Beauchamp

Ventilação e Resfriamento em Minas Subterrâneas
MJ Howes

Iluminação em Minas Subterrâneas
Don Trotador

Equipamento de proteção individual na mineração
Peter W. Pickeril

Incêndios e Explosões em Minas
Casey C. Grant

Detecção de Gases
Paul MacKenzie-Wood

preparação para emergências
Gary A. Gibson

Riscos à saúde da mineração e pedreiras
James L. Semanas

Tabelas

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1. Fatores de quantidade de ar de projeto
2. Potências de resfriamento de ar corrigidas para roupas
3. Comparação das fontes de luz da mina
4. Aquecimento do carvão - hierarquia de temperaturas
5. Elementos/subelementos críticos de preparação para emergências
6. Instalações, equipamentos e materiais de emergência
7. Matriz de treinamento de preparação para emergências
8. Exemplos de auditoria horizontal de planos de emergência
9. Nomes comuns e efeitos na saúde de gases perigosos

figuras

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75. Exploração e Distribuição de Petróleo

75. Exploração e Distribuição de Petróleo (1)

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75. Exploração e Distribuição de Petróleo

Editor de Capítulo:  Richard S. Kraus


 

Conteúdo 

Exploração, Perfuração e Produção de Petróleo e Gás Natural
Richard S. Kraus

Tabelas

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1. Propriedades e potencial de gasolina de óleos brutos
2. Composição do petróleo bruto e do gás natural
3. Composição de gases naturais e de processamento de petróleo
4. Tipos de plataforma para perfuração subaquática

figuras

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76. Geração e Distribuição de Energia

76. Geração e Distribuição de Energia (7)

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76. Geração e Distribuição de Energia

Editor de Capítulo:  Michael Crane


 

Conteúdo 

Figuras e Tabelas

Perfil Geral
Michael Crane

Geração de energia hidrelétrica
Neil McManus

Geração de energia de combustível fóssil
Anthony W. Jackson

Geração de energia nuclear

WG Morison

Segurança na Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica: Um Exemplo dos EUA
Janete Fox

Riscos
Michael Crane

Questões ambientais e de saúde pública
Alexander C. Pittman, Jr.

Tabelas

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1. Controle de riscos químicos e biológicos
2. Controle de riscos físicos e de segurança
3. Características da central nuclear (1997)
4. Principais perigos ambientais potenciais

figuras

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Domingo, março 13 2011 14: 12

Indústria de Ferro e Aço

O ferro é mais amplamente encontrado na crosta terrestre, na forma de vários minerais (óxidos, minérios hidratados, carbonatos, sulfetos, silicatos e assim por diante). Desde os tempos pré-históricos, os humanos aprenderam a preparar e processar esses minerais por várias operações de lavagem, britagem e peneiramento, separação da ganga, calcinação, sinterização e pelotização, a fim de tornar os minérios fundíveis e obter ferro e aço. Em tempos históricos, uma próspera indústria siderúrgica se desenvolveu em muitos países, baseada no abastecimento local de minério e na proximidade de florestas para fornecer o carvão vegetal para combustível. No início do século 18, a descoberta de que o coque poderia ser usado no lugar do carvão vegetal revolucionou a indústria, tornando possível seu rápido desenvolvimento como a base sobre a qual repousaram todos os outros desenvolvimentos da Revolução Industrial. Grandes vantagens foram concedidas aos países onde os depósitos naturais de carvão e minério de ferro se encontram próximos.

A fabricação de aço foi em grande parte um desenvolvimento do século 19, com a invenção dos processos de fusão; o Bessemer (1855), a lareira aberta, geralmente acionada por gás produtor (1864); e o forno elétrico (1900). Desde meados do século 20, a conversão de oxigênio, principalmente o processo Linz-Donowitz (LD) por lança de oxigênio, tornou possível a fabricação de aço de alta qualidade com custos de produção relativamente baixos.

Hoje, a produção de aço é um índice de prosperidade nacional e a base da produção em massa em muitas outras indústrias, como construção naval, automobilística, construção, máquinas, ferramentas e equipamentos industriais e domésticos. O desenvolvimento dos transportes, nomeadamente marítimos, tornou economicamente rentável o intercâmbio internacional das matérias-primas necessárias (minérios de ferro, carvão, fuelóleo, sucata e aditivos). Assim, os países que possuem depósitos de minério de ferro próximos às minas de carvão deixaram de ser privilegiados, e grandes smelters e siderúrgicas foram construídas nas regiões litorâneas dos principais países industrializados e são abastecidas com matérias-primas de países exportadores que têm condições de atender a demanda atual. requisitos diários para materiais de alta qualidade.

Durante as últimas décadas, os chamados processos de redução direta foram desenvolvidos e tiveram sucesso. Os minérios de ferro, em particular os minérios de alto teor ou beneficiados, são reduzidos a ferro-esponja por extração do oxigênio que contêm, obtendo-se assim um material ferroso que substitui a sucata.

Produção de Ferro e Aço

A produção mundial de ferro-gusa foi de 578 milhões de toneladas em 1995 (veja a figura 1).

Figura 1. Produção mundial de ferro-gusa em 1995, por regiões

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A produção mundial de aço bruto foi de 828 milhões de toneladas em 1995 (veja a figura 2).

Figura 2. Produção mundial de aço bruto em 1995, por regiões

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A siderurgia vem passando por uma revolução tecnológica, e a tendência de construção de novas capacidades produtivas tem sido em direção ao forno elétrico a arco (EAF) com aproveitamento de sucata reciclada por usinas menores (ver figura 3). Embora as siderúrgicas integradas, onde o aço é feito de minério de ferro, estejam operando em níveis recordes de eficiência, as siderúrgicas EAF com capacidade de produção da ordem de menos de 1 milhão de toneladas por ano estão se tornando mais comuns nos principais países produtores de aço do mundo .

Figura 3. Cargas de sucata ou fornos elétricos

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Fabricação de ferro

A linha de fluxo geral da fabricação de ferro e aço é mostrada na figura 4.

Figura 4. Linha de fluxo de fabricação de aço

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Para a siderurgia, o recurso essencial é o alto-forno, onde o minério de ferro é fundido (reduzido) para produzir ferro-gusa. O forno é carregado de cima com minério de ferro, coque e calcário; o ar quente, freqüentemente enriquecido com oxigênio, é soprado pelo fundo; e o monóxido de carbono produzido a partir do coque transforma o minério de ferro em ferro-gusa contendo carbono. O calcário atua como um fluxo. A uma temperatura de 1,600°C (ver figura 5), ​​o ferro-gusa derrete e se acumula no fundo do forno, e o calcário se combina com a terra para formar a escória. O forno é vazado (ou seja, o ferro gusa é removido) periodicamente, e o ferro gusa pode então ser despejado em gusa para uso posterior (por exemplo, em fundições), ou em panelas onde é transferido, ainda fundido, para o aço- fazendo planta.

Figura 5. Medindo a temperatura do metal fundido em um alto-forno

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Algumas usinas de grande porte possuem fornos de coque no mesmo local. Os minérios de ferro são geralmente submetidos a processos preparatórios especiais antes de serem carregados no alto-forno (lavagem, redução ao tamanho ideal do granulado por britagem e peneiramento, separação de finos para sinterização e pelotização, triagem mecanizada para separação da ganga, calcinação, sinterização e pelotização). As escórias retiradas do forno podem ser convertidas no local para outras utilizações, nomeadamente para o fabrico de cimento.

Figura 6. Carga de metal quente para forno de oxigênio básico

IRO10F12

Fabricação de aço

O ferro-gusa contém grandes quantidades de carbono, bem como outras impurezas (principalmente enxofre e fósforo). Deve, portanto, ser refinado. O teor de carbono deve ser reduzido, as impurezas oxidadas e removidas, e o ferro convertido em um metal altamente elástico que pode ser forjado e fabricado. Esse é o objetivo das operações siderúrgicas. Existem três tipos de fornos siderúrgicos: o forno de soleira aberta, o conversor de processo de oxigênio básico (ver figura 6) e o forno elétrico a arco (ver figura 7). A maior parte dos fornos a céu aberto foram substituídos por conversores de oxigênio básico (onde o aço é feito soprando ar ou oxigênio em ferro fundido) e fornos de arco elétrico (onde o aço é feito de sucata e pelotas de ferro-esponja).

Figura 7. Visão geral da fundição do forno elétrico

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Aços especiais são ligas nas quais outros elementos metálicos são incorporados para produzir aços com qualidades especiais e para fins especiais (por exemplo, cromo para evitar ferrugem, tungstênio para dar dureza e tenacidade em altas temperaturas, níquel para aumentar a resistência, ductilidade e resistência à corrosão). . Esses constituintes de liga podem ser adicionados à carga do alto-forno (ver figura 8) ou ao aço fundido (no forno ou panela) (ver figura 9). O metal fundido do processo de fabricação do aço é despejado em máquinas de lingotamento contínuo para formar tarugos (veja a figura 10), blocos (veja a figura 11) ou placas. O metal fundido também pode ser vazado em moldes para formar lingotes. A maior parte do aço é produzida pelo método de fundição (ver figura 12). Os benefícios do lingotamento contínuo são maior rendimento, maior qualidade, economia de energia e redução nos custos de capital e operação. Os moldes vazados com lingotes são armazenados em poços de imersão (ou seja, fornos subterrâneos com portas), onde os lingotes podem ser reaquecidos antes de passarem para os laminadores ou outro processamento subsequente (figura 4). Recentemente, as empresas começaram a produzir aço com lingotamento contínuo. Os laminadores são discutidos em outra parte deste capítulo; fundições, forjamento e prensagem são discutidos no capítulo Indústria metalúrgica e metalúrgica.

Figura 8. Parte traseira da carga de metal quente

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Figura 9. Concha de lingotamento contínuo

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Figura 10. Tarugo de lingotamento contínuo

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Figura 11. Bloom de lingotamento contínuo

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Figura 12. Púlpito de controle para processo de lingotamento contínuo

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Riscos

Acidentes

Na indústria siderúrgica, grandes quantidades de material são processadas, transportadas e transportadas por equipamentos maciços que superam os da maioria das indústrias. As siderúrgicas normalmente têm programas sofisticados de segurança e saúde para lidar com os perigos em um ambiente que pode ser implacável. Uma abordagem integrada que combina boas práticas de engenharia e manutenção, procedimentos de trabalho seguros, treinamento de trabalhadores e uso de equipamentos de proteção individual (EPI) geralmente é necessária para controlar os riscos.

As queimaduras podem ocorrer em vários pontos do processo de fabricação do aço: na frente do forno durante o vazamento do metal fundido ou escória; de derramamentos, respingos ou erupções de metal quente de conchas ou recipientes durante o processamento, enchimento (vazamento) ou transporte; e do contato com o metal quente enquanto ele está sendo transformado em um produto final.

A água aprisionada por metal fundido ou escória pode gerar forças explosivas que lançam metal quente ou material em uma área ampla. Inserir um implemento úmido em metal fundido também pode causar erupções violentas.

O transporte mecânico é essencial na fabricação de ferro e aço, mas expõe os trabalhadores a perigos potenciais de atropelamento e entalamento. Pontes rolantes são encontradas em quase todas as áreas de siderurgia. A maioria das grandes obras também depende fortemente do uso de equipamentos de trilhos fixos e grandes tratores industriais para o transporte de materiais.

Os programas de segurança para uso do guindaste exigem treinamento para garantir a operação adequada e segura do guindaste e amarração de cargas para evitar quedas de cargas; boa comunicação e uso de sinais de mão padrão entre os motoristas do guindaste e os lançadores para evitar lesões causadas pelo movimento inesperado do guindaste; programas de inspeção e manutenção de peças de guindastes, dispositivos de içamento, eslingas e ganchos para evitar quedas de cargas; e meios seguros de acesso aos guindastes para evitar quedas e acidentes nas transversais dos guindastes.

Os programas de segurança para ferrovias também exigem uma boa comunicação, especialmente durante o deslocamento e acoplamento de vagões, para evitar prender pessoas entre os acoplamentos de vagões.

É necessário manter o espaço livre adequado para a passagem de grandes tratores industriais e outros equipamentos e evitar partidas e movimentos inesperados para eliminar os perigos de atropelamento, colisão e encruzilhada para operadores de equipamentos, pedestres e outros operadores de veículos. Programas também são necessários para inspeção e manutenção de equipamentos de segurança e passagens.

Uma boa limpeza é um dos pilares da segurança em siderúrgicas. Pisos e passagens podem ficar rapidamente obstruídos com materiais e implementos que representam um risco de tropeço. Grandes quantidades de graxas, óleos e lubrificantes são usados ​​e, se derramados, podem facilmente se tornar um risco de escorregamento ao caminhar ou trabalhar em superfícies.

As ferramentas estão sujeitas a grande desgaste e logo ficam comprometidas e talvez perigosas de usar. Embora a mecanização tenha diminuído muito a quantidade de manuseio manual na indústria, ainda podem ocorrer tensões ergonômicas em muitas ocasiões.

Motores pontiagudos ou rebarbas em produtos de aço ou bandas de metal representam riscos de laceração e perfuração para trabalhadores envolvidos em operações de acabamento, transporte e manuseio de sucata. Luvas resistentes a cortes e protetores de pulso são frequentemente usados ​​para eliminar ferimentos.

Programas de óculos de proteção são particularmente importantes em siderúrgicas. Os riscos de corpo estranho para os olhos prevalecem na maioria das áreas, especialmente no manuseio de matérias-primas e acabamento de aço, onde são realizadas retificação, soldagem e queima.

A manutenção programada é particularmente importante para a prevenção de acidentes. Sua finalidade é garantir a eficiência do equipamento e manter as proteções em pleno funcionamento, pois falhas podem ocasionar acidentes. Aderir a práticas operacionais seguras e regras de segurança também é muito importante devido à complexidade, tamanho e velocidade dos equipamentos e máquinas de processo.

Envenenamento por monóxido de carbono

Altos-fornos, conversores e fornos de coque produzem grandes quantidades de gases no processo de fabricação de ferro e aço. Após a remoção do pó, esses gases são utilizados como fontes de combustível nas diversas fábricas, e alguns são fornecidos a fábricas químicas para uso como matéria-prima. Eles contêm grandes quantidades de monóxido de carbono (gás de alto-forno, 22 a 30%; gás de coqueria, 5 a 10%; gás de conversor, 68 a 70%).

Às vezes, o monóxido de carbono emana ou vaza dos topos ou corpos dos altos-fornos ou dos muitos gasodutos dentro das usinas, causando acidentalmente intoxicação aguda por monóxido de carbono. A maioria dos casos de envenenamento ocorre durante o trabalho em altos-fornos, especialmente durante os reparos. Outros casos ocorrem durante o trabalho em torno de fogões quentes, visitas de inspeção ao redor dos corpos do forno, trabalho próximo aos topos do forno ou trabalho próximo a entalhes de concreto ou entalhes de vazamento. O envenenamento por monóxido de carbono também pode resultar de gás liberado de válvulas de vedação de água ou potes de vedação nas usinas siderúrgicas ou laminadoras; do desligamento repentino de equipamentos de sopro, caldeiras ou ventiladores; de vazamento; por falha em ventilar ou purgar adequadamente recipientes de processo, tubulações ou equipamentos antes do trabalho; e durante o fechamento das válvulas da tubulação.

Poeira e fumaça

Poeira e fumaça são geradas em muitos pontos da fabricação de ferro e aço. Poeiras e fumos são encontrados nos processos de preparação, especialmente na sinterização, em frente aos altos-fornos e fornos de aço e na fabricação de lingotes. Poeiras e vapores de minério de ferro ou metais ferrosos não causam prontamente fibrose pulmonar e a pneumoconiose é infrequente. Acredita-se que alguns cânceres de pulmão estejam relacionados a carcinógenos encontrados nas emissões de fornos de coque. Os vapores densos emitidos durante o uso de lanças de oxigênio e do uso de oxigênio em fornos abertos podem afetar particularmente os operadores de guindastes.

A exposição à sílica é um risco para os trabalhadores envolvidos no revestimento, revestimento e reparo de altos-fornos e fornos de aço e vasos com materiais refratários, que podem conter até 80% de sílica. As panelas são revestidas com tijolo refratário ou sílica triturada e esse revestimento requer reparos frequentes. A sílica contida nos materiais refratários está parcialmente na forma de silicatos, que não causam silicose, mas sim pneumoconiose. Os trabalhadores raramente são expostos a pesadas nuvens de poeira.

Adições de ligas a fornos que produzem aços especiais às vezes trazem riscos potenciais de exposição de cromo, manganês, chumbo e cádmio.

Perigos diversos

As operações de bancada e top-side em operações de coqueamento em frente a altos-fornos na fabricação de ferro e frente de forno, fabricação de lingotes e operações de lingotamento contínuo na fabricação de aço envolvem atividades extenuantes em um ambiente quente. Programas de prevenção de doenças causadas pelo calor devem ser implementados.

Os fornos podem causar ofuscamento que pode ferir os olhos, a menos que proteção ocular adequada seja fornecida e usada. Operações manuais, como alvenaria de fornos e vibração mão-braço em picadores e trituradores podem causar problemas ergonômicos.

Plantas de sopro, plantas de oxigênio, sopradores de descarga de gás e fornos elétricos de alta potência podem causar danos à audição. Os operadores de fornos devem ser protegidos fechando a fonte de ruído com material de amortecimento de som ou fornecendo abrigos à prova de som. Reduzir o tempo de exposição também pode ser eficaz. Protetores auriculares (abafadores ou protetores auriculares) muitas vezes são necessários em áreas de alto ruído devido à inviabilidade de se obter redução adequada do ruído por outros meios.

Medidas de Segurança e Saúde

organização de segurança

A organização da segurança é de primordial importância na indústria siderúrgica, onde a segurança depende muito da reação dos trabalhadores aos perigos potenciais. A primeira responsabilidade da administração é fornecer as condições físicas mais seguras possíveis, mas geralmente é necessário obter a cooperação de todos nos programas de segurança. Comitês de prevenção de acidentes, delegados de segurança dos trabalhadores, incentivos de segurança, competições, esquemas de sugestões, slogans e avisos podem desempenhar um papel importante nos programas de segurança. Envolver todas as pessoas nas avaliações de perigo do local, observação de comportamento e exercícios de feedback pode promover atitudes de segurança positivas e focar grupos de trabalho que trabalham para prevenir lesões e doenças.

As estatísticas de acidentes revelam áreas de perigo e a necessidade de proteção física adicional, bem como maior estresse na limpeza. O valor de diferentes tipos de roupas de proteção pode ser avaliado e as vantagens podem ser comunicadas aos trabalhadores envolvidos.

Training

O treinamento deve incluir informações sobre perigos, métodos seguros de trabalho, prevenção de riscos e uso de EPI. Quando novos métodos ou processos são introduzidos, pode ser necessário retreinar até mesmo os trabalhadores com longa experiência em tipos mais antigos de fornos. Cursos de treinamento e atualização para todos os níveis de pessoal são particularmente valiosos. Devem familiarizar o pessoal com métodos de trabalho seguros, atos inseguros a serem proibidos, regras de segurança e as principais disposições legais associadas à prevenção de acidentes. O treinamento deve ser conduzido por especialistas e deve fazer uso de recursos audiovisuais eficazes. Reuniões ou contatos de segurança devem ser realizados regularmente para todas as pessoas, a fim de reforçar o treinamento e a conscientização sobre segurança.

Medidas de engenharia e administrativas

Todas as peças perigosas de máquinas e equipamentos, incluindo elevadores, transportadores, eixos de longo curso e engrenagens em pontes rolantes, devem ser protegidas com segurança. Um sistema regular de inspeção, exame e manutenção é necessário para todas as máquinas e equipamentos da planta, particularmente para guindastes, equipamentos de elevação, correntes e ganchos. Um programa eficaz de bloqueio/sinalização deve estar em operação para manutenção e reparo. Equipamento defeituoso deve ser descartado. As cargas de trabalho seguras devem ser claramente marcadas e o equipamento que não estiver em uso deve ser armazenado de forma organizada. O acesso às pontes rolantes deve, sempre que possível, ser feito por escadas. Se for necessário usar uma escada vertical, ela deve ser erguida em intervalos. Arranjos eficazes devem ser feitos para limitar o deslocamento de pontes rolantes quando houver pessoas trabalhando nas proximidades. Pode ser necessário, conforme exigido por lei em alguns países, instalar mecanismos de manobra apropriados em pontes rolantes para evitar colisões se dois ou mais guindastes trafegarem na mesma pista.

Locomotivas, trilhos, vagões, buggies e acoplamentos devem ser de bom projeto e mantidos em bom estado de conservação, e um sistema eficaz de sinalização e alerta deve estar em operação. Deve ser proibido andar em engates ou passar entre vagões. Nenhuma operação deve ser realizada na via do equipamento ferroviário, a menos que tenham sido tomadas medidas para restringir o acesso ou a movimentação do equipamento.

Grande cuidado é necessário no armazenamento de oxigênio. Os abastecimentos para diferentes partes da obra devem ser canalizados e claramente identificados. Todas as lanças devem ser mantidas limpas.

Há uma necessidade interminável de uma boa limpeza. Quedas e tropeços causados ​​por pisos obstruídos ou implementos e ferramentas deixados descuidadamente podem causar ferimentos em si mesmos, mas também podem lançar uma pessoa contra material quente ou derretido. Todos os materiais devem ser cuidadosamente empilhados e os suportes de armazenamento devem ser colocados de forma conveniente para as ferramentas. Derramamentos de graxa ou óleo devem ser imediatamente limpos. A iluminação de todas as partes das oficinas e proteções de máquinas deve ser de alto padrão.

Higiene industrial

Boa ventilação geral em toda a planta e ventilação de exaustão local (LEV) sempre que quantidades substanciais de poeira e fumaça são geradas ou gás pode escapar são necessárias, juntamente com os mais altos padrões possíveis de limpeza e manutenção. O equipamento de gás deve ser inspecionado regularmente e bem mantido para evitar qualquer vazamento de gás. Sempre que qualquer trabalho for realizado em um ambiente com probabilidade de conter gás, detectores de gás monóxido de carbono devem ser usados ​​para garantir a segurança. Quando o trabalho em uma área perigosa for inevitável, devem ser usados ​​respiradores autônomos ou com suprimento de ar. Cilindros de ar respirável devem ser sempre mantidos em prontidão, e os operadores devem ser totalmente treinados nos métodos de operação.

Com vista a melhorar o ambiente de trabalho, deve ser instalada ventilação induzida para fornecer ar fresco. Ventiladores locais podem ser localizados para fornecer alívio individual, especialmente em locais de trabalho quentes. A proteção térmica pode ser fornecida pela instalação de escudos térmicos entre os trabalhadores e fontes de calor radiante, como fornalhas ou metal quente, pela instalação de telas de água ou cortinas de ar na frente das fornalhas ou pela instalação de telas de arame à prova de calor. Um macacão e capuz de material resistente ao calor com aparelho de respiração por linha de ar oferece a melhor proteção aos trabalhadores da fornalha. Como o trabalho nos fornos é extremamente quente, as linhas de ar frio também podem ser conduzidas para o traje. Arranjos fixos para permitir o tempo de resfriamento antes da entrada nos fornos também são essenciais.

A aclimatação leva a um ajuste natural no teor de sal do suor corporal. A incidência de afecções pelo calor pode ser muito diminuída por ajustes na carga de trabalho e por períodos de descanso bem espaçados, especialmente se estes forem passados ​​em uma sala fria, com ar-condicionado se necessário. Como paliativos, deve ser fornecido um suprimento abundante de água e outras bebidas adequadas e deve haver instalações para refeições leves. A temperatura das bebidas geladas não deve ser muito baixa e os trabalhadores devem ser treinados para não engolir muito líquido gelado de uma só vez; refeições leves são preferidas durante o horário de trabalho. A reposição de sal é necessária para trabalhos que envolvam sudorese profusa e é melhor alcançada aumentando a ingestão de sal com refeições regulares.

Em climas frios, é necessário cuidado para evitar os efeitos nocivos da exposição prolongada ao frio ou mudanças bruscas e violentas de temperatura. Refeitório, lavabos e instalações sanitárias devem estar preferencialmente à mão. As instalações de lavagem devem incluir chuveiros; vestiários e armários devem ser fornecidos e mantidos em condições limpas e higiênicas.

Sempre que possível, as fontes de ruído devem ser isoladas. Painéis centrais remotos removem alguns operacionais das áreas ruidosas; proteção auditiva deve ser necessária nas piores áreas. Além de proteger as máquinas barulhentas com material de absorção de som ou proteger os trabalhadores com abrigos à prova de som, os programas de proteção auditiva são meios eficazes de controlar a perda auditiva induzida por ruído.

Equipamento de proteção pessoal

Todas as partes do corpo estão em risco na maioria das operações, mas o tipo de roupa de proteção necessária varia de acordo com o local. Quem trabalha em fornos precisa de roupas que protejam contra queimaduras - macacão de material resistente ao fogo, polainas, botas, luvas, capacetes com proteção facial ou óculos contra faíscas e também contra ofuscamento. Botas de segurança, óculos de segurança e capacetes são indispensáveis ​​em quase todas as ocupações e as luvas são amplamente necessárias. A vestimenta de proteção deve levar em conta os riscos à saúde e ao conforto decorrentes do calor excessivo; por exemplo, um capuz resistente ao fogo com viseira de tela de arame oferece boa proteção contra faíscas e é resistente ao calor; várias fibras sintéticas também se mostraram eficientes na resistência ao calor. Supervisão estrita e propaganda contínua são necessárias para garantir que o equipamento de proteção individual seja usado e mantido corretamente.

Ergonomia

A abordagem ergonômica (ou seja, investigação da relação trabalhador-máquina-ambiente) é de particular importância em certas operações na indústria siderúrgica. Um estudo ergonômico adequado é necessário não apenas para investigar as condições enquanto um trabalhador realiza várias operações, mas também para explorar o impacto do ambiente no trabalhador e o design funcional do maquinário utilizado.

Supervisão médica

Exames médicos pré-colocação são de grande importância na seleção de pessoas adequadas para o árduo trabalho na fabricação de ferro e aço. Para a maioria dos trabalhos, é necessário um bom físico: hipertensão, doenças cardíacas, obesidade e gastroenterite crônica desqualificam indivíduos para trabalhar em ambientes quentes. É necessário um cuidado especial na seleção de operadores de guindastes, tanto em relação às capacidades físicas quanto mentais.

A supervisão médica deve prestar atenção especial às pessoas expostas ao estresse térmico; devem ser providenciados exames periódicos de tórax para aqueles expostos à poeira e exames audiométricos para aqueles expostos ao ruído; os operadores de equipamentos móveis também devem receber exames médicos periódicos para garantir sua aptidão contínua para o trabalho.

A supervisão constante de todos os aparelhos de ressuscitação é necessária, assim como o treinamento de trabalhadores no procedimento de reanimação de primeiros socorros.

Também deve ser fornecido um posto central de primeiros socorros com o equipamento médico necessário para atendimento de emergência. Se possível, deve haver uma ambulância para o transporte de pessoas gravemente feridas para o hospital mais próximo, sob os cuidados de um atendente de ambulância qualificado. Em plantas maiores, os postos ou caixas de primeiros socorros devem estar localizados em vários pontos centrais.

Operações de Coque

preparação de carvão

O fator individual mais importante para a produção de coque metalúrgico é a seleção dos carvões. Carvões com baixo teor de cinzas e baixo teor de enxofre são os mais desejáveis. Carvão de baixa volatilidade em quantidades de até 40% são geralmente misturados com carvão de alta volatilidade para atingir as características desejadas. A propriedade física mais importante do coque metalúrgico é sua resistência e capacidade de suportar quebra e abrasão durante o manuseio e uso no alto-forno. As operações de movimentação de carvão consistem na descarga de vagões ferroviários, barcaças marítimas ou caminhões; mistura do carvão; proporção; pulverização; controle de densidade aparente usando óleo diesel ou óleo similar; e transportando para os bunkers da bateria de coque.

Coque

Na maior parte, o coque é produzido em fornos de coque de subprodutos que são projetados e operados para coletar o material volátil do carvão. Os fornos consistem em três partes principais: as câmaras de coqueificação, as chaminés de aquecimento e a câmara regenerativa. Além do suporte estrutural de aço e concreto, os fornos são construídos em tijolo refratário. Normalmente, cada bateria contém aproximadamente 45 fornos separados. As câmaras de coqueificação têm geralmente 1.82 a 6.7 ​​metros de altura, 9.14 a 15.5 metros de comprimento e 1,535 °C na base da chaminé de aquecimento. O tempo necessário para a coqueificação varia com as dimensões do forno, mas geralmente varia entre 16 e 20 horas.

Em grandes fornos verticais, o carvão é carregado através de aberturas no topo de um “larry car” do tipo trilho que transporta o carvão do depósito de carvão. Depois que o carvão se torna coque, o coque é empurrado para fora do forno por um lado por um aríete motorizado ou “empurrador”. O aríete é ligeiramente menor do que as dimensões do forno para evitar o contato com as superfícies internas do forno. O coque é coletado em um vagão tipo trilho ou no lado da bateria oposto ao empurrador e transportado para a instalação de têmpera. O coque quente é resfriado a úmido com água antes de ser descarregado no cais de coque. Em algumas baterias, o coque quente é resfriado a seco para recuperar o calor sensível para a geração de vapor.

As reações durante a carbonização do carvão para a produção de coque são complexas. Os produtos da decomposição do carvão inicialmente incluem água, óxidos de carbono, sulfeto de hidrogênio, compostos hidroaromáticos, parafinas, olefinas, compostos fenólicos e contendo nitrogênio. Síntese e degradação ocorrem entre os produtos primários que produzem grandes quantidades de hidrogênio, metano e hidrocarbonetos aromáticos. A decomposição posterior dos compostos complexos contendo nitrogênio produz amônia, cianeto de hidrogênio, bases de piridina e nitrogênio. A remoção contínua de hidrogênio do resíduo no forno produz o coque duro.

As coquerias de subprodutos que possuem equipamentos para recuperação e processamento de produtos químicos de carvão produzem os materiais listados na tabela 1.

Tabela 1. Subprodutos recuperáveis ​​de fornos de coque

Subproduto

Constituintes recuperáveis

Gás de forno de coque

Hidrogênio, metano, etano, monóxido de carbono, dióxido de carbono, etileno,
propileno, butileno, acetileno, sulfeto de hidrogênio, amônia, oxigênio e
nitrogênio

licor de amônia

Amônia livre e fixa

Alcatrão

Piridina, ácidos de alcatrão, naftaleno, óleo de creosoto e breu de alcatrão de hulha

Óleo leve

Quantidades variáveis ​​de produtos de gás de carvão com pontos de ebulição de cerca de 40 ºC
a 200 ºC, e benzeno, tolueno, xileno e nafta solvente

 

Após resfriamento suficiente para que não ocorram danos à correia transportadora, o coque segue para a estação de peneiramento e britagem, onde é dimensionado para uso em alto-forno.

Riscos

Riscos físicos

Durante as operações de descarga, preparação e manuseio do carvão, milhares de toneladas de carvão são manipuladas, produzindo poeira, ruído e vibrações. A presença de grandes quantidades de poeira acumulada pode produzir um risco de explosão, além do risco de inalação.

Durante a coqueificação, o calor ambiente e radiante são as principais preocupações físicas, principalmente na parte superior das baterias, onde a maioria dos trabalhadores está alocada. Ruído pode ser um problema em equipamentos móveis, principalmente do mecanismo de acionamento e componentes vibratórios que não recebem manutenção adequada. Radiação ionizante e/ou dispositivos produtores de laser podem ser usados ​​para fins de alinhamento de equipamentos móveis.

Perigos químicos

O óleo mineral é normalmente usado para fins de operação para controle de densidade e supressão de poeira. Os materiais podem ser aplicados ao carvão antes de serem levados para o depósito de carvão para minimizar o acúmulo e facilitar o descarte de resíduos perigosos das operações de subprodutos.

A principal preocupação com a saúde associada às operações de coqueificação são as emissões dos fornos durante o carregamento do carvão, coqueificação e extração do coque. As emissões contêm numerosos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), alguns dos quais são cancerígenos. Os materiais utilizados para vedar vazamentos em tampas e portas também podem ser uma preocupação durante a mistura e quando as tampas e portas são removidas. Amianto e filtros cerâmicos refratários também podem estar presentes na forma de materiais isolantes e juntas, embora substitutos adequados tenham sido usados ​​para produtos que anteriormente continham amianto.

Perigos mecânicos

Os perigos da produção de carvão associados a vagões ferroviários, barcaças marítimas e tráfego de veículos, bem como ao movimento da correia transportadora, devem ser reconhecidos. A maioria dos acidentes ocorre quando os trabalhadores são atingidos, presos entre eles, caem, são arrastados e presos ou não conseguem bloquear esses equipamentos (inclusive eletricamente).

Os perigos mecânicos de maior preocupação estão associados ao equipamento móvel no lado do empurrador, lado do coque e o vagão no topo da bateria. Este equipamento fica em operação praticamente todo o período de trabalho e há pouco espaço entre ele e as operações. Acidentes entre e atropelados associados a equipamentos móveis do tipo trilho representam o maior número de incidentes fatais na produção de fornos de coque. Queimaduras na superfície da pele causadas por materiais e superfícies quentes e irritação ocular causada por partículas de poeira são responsáveis ​​por ocorrências mais numerosas e menos graves.

Medidas de Segurança e Saúde

Para manter as concentrações de poeira durante a produção de carvão em níveis aceitáveis, são necessários sistemas de contenção e enclausuramento de triagem, trituração e transporte. A LEV também pode ser necessária além dos agentes umectantes aplicados ao carvão. Programas de manutenção adequados, programas de correias e programas de limpeza são necessários para minimizar o derramamento e manter as passagens ao longo do processo e equipamentos de transporte livres de carvão. O sistema transportador deve usar componentes conhecidos por serem eficazes na redução de derramamento e na manutenção da contenção, como limpadores de correia, placas-guia, tensão adequada da correia e assim por diante.

Devido aos riscos à saúde associados aos PAHs liberados durante as operações de coqueificação, é importante conter e coletar essas emissões. Isso é melhor realizado por uma combinação de controles de engenharia, práticas de trabalho e um programa de manutenção. Também é necessário ter um programa de respiração eficaz. Os controles devem incluir o seguinte:

  • um procedimento de carregamento projetado e operado para eliminar as emissões, controlando o volume de carvão que está sendo carregado, alinhando adequadamente o carro sobre o forno, encaixando mangas rebatíveis e carregando o carvão em uma sequência que permite a manutenção de um canal adequado no topo do carvão para fluxo de emissões para a rede coletora e reliding imediatamente após o carregamento
  • sucção de dois ou mais pontos no forno sendo carregado e um sistema de aspiração projetado e operado para manter pressão negativa e fluxo suficientes
  • vedações de ar nas barras de nível da máquina empurradora para controlar a infiltração durante o carregamento e cortadores de carbono para remover o acúmulo de carbono
  • pressão coletor-principal uniforme adequada para transportar as emissões
  • porta do mandril e juntas conforme necessário para manter uma vedação hermética e limpar e manter adequadamente as bordas de vedação do lado do empurrador e do lado do coque
  • vedação de tampas e portas e manutenção das vedações das portas conforme necessário para controlar as emissões após o carregamento
  • impulsos verdes minimizados pelo aquecimento uniforme do carvão por um período adequado
  • instalação de grandes invólucros em toda a área lateral do coque para controlar as emissões durante o empurrão do coque ou uso de capotas móveis a serem movidas para os fornos individuais que estão sendo empurrados
  • inspeção de rotina, manutenção e reparo para contenção adequada de emissões
  • cabines do operador com pressão positiva e temperatura controlada em equipamentos móveis para controlar os níveis de exposição do trabalhador. Para obter a cabine de pressão positiva, a integração estrutural é imperativa, com portas e janelas ajustadas e a eliminação de separações no trabalho estrutural.

 

O treinamento do trabalhador também é necessário para que práticas de trabalho adequadas sejam usadas e a importância de procedimentos adequados para minimizar as emissões seja compreendida.

O monitoramento rotineiro da exposição do trabalhador também deve ser usado para determinar se os níveis são aceitáveis. Programas de monitoramento e resgate de gás devem estar em vigor, principalmente devido à presença de monóxido de carbono em fornos de gás de coque. Um programa de vigilância médica também deve ser implementado.

 

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Domingo, março 13 2011 14: 35

Laminadores

Adaptado da 3ª edição, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

Agradecimentos: A descrição das operações de laminação a quente e a frio é usada com permissão do American Iron and Steel Institute.

Placas de aço a quente são convertidas em longas bobinas de chapas finas em laminadores contínuos de tiras a quente. Essas bobinas podem ser enviadas aos clientes ou podem ser limpas e laminadas a frio para fabricar produtos. Veja a figura 1 para uma linha de fluxo dos processos.

Figura 1. Linha de fluxo de produtos laminados a quente e a frio

IRO020F1

Laminação a Quente Contínua

Um laminador a quente contínuo pode ter um transportador com vários milhares de pés de comprimento. A placa de aço sai de um forno de reaquecimento de placas para o início do transportador. A carepa da superfície é removida da placa aquecida, que então se torna mais fina e comprida à medida que é espremida por rolos horizontais em cada laminador, geralmente chamados de suportes de desbaste. Rolos verticais nas bordas ajudam a controlar a largura. Em seguida, o aço entra nos estandes de acabamento para a redução final, viajando a velocidades de até 80 quilômetros por hora ao atravessar a mesa de resfriamento e ser bobinado.

A chapa de aço laminada a quente é normalmente limpa ou decapada em um banho de ácido sulfúrico ou clorídrico para remover o óxido superficial (incrustação) formado durante a laminação a quente. Um pickler moderno opera continuamente. Quando uma bobina de aço está quase limpa, sua extremidade é retalhada e soldada no início de uma nova bobina. No decapador, um moinho de têmpera ajuda a quebrar a carepa antes que a folha entre na seção de decapagem ou limpeza da linha.

Um acumulador está localizado abaixo dos tanques de decapagem revestidos de borracha, dos lavadores e dos secadores. A folha acumulada neste sistema alimenta os tanques de decapagem quando a extremidade de entrada da linha é parada para soldar em uma nova bobina. Assim, é possível limpar uma chapa continuamente a uma taxa de 360 ​​m (1,200 pés) por minuto. Um sistema de loop menor na extremidade de entrega da linha permite a operação contínua da linha durante as interrupções para o enrolamento.

Laminação a frio

Bobinas de chapa de aço laminadas a quente limpas podem ser laminadas a frio para tornar o produto mais fino e liso. Este processo dá ao aço uma relação força-peso mais alta do que pode ser feito em um laminador a quente. Um laminador a frio tandem moderno de cinco suportes pode receber uma folha de cerca de 1/10 de polegada (0.25 cm) de espessura e 3/4 de milha (1.2 km) de comprimento; 2 minutos depois, essa folha terá sido enrolada para 0.03 polegada (75 mm) de espessura e terá mais de 2 milhas (3.2 km) de comprimento.

O processo de laminação a frio endurece a chapa de aço de modo que geralmente deve ser aquecida em um forno de recozimento para torná-la mais moldável. Bobinas de chapas laminadas a frio são empilhadas em uma base. As tampas são colocadas sobre as pilhas para controlar o recozimento e, em seguida, o forno é abaixado sobre as pilhas cobertas. O aquecimento e o re-resfriamento da chapa de aço podem levar de 5 a 6 dias.

Após o aço ter sido amolecido no processo de recozimento, um laminador de têmpera é usado para dar ao aço a planicidade, as propriedades metalúrgicas e o acabamento superficial desejados. O produto pode ser enviado aos consumidores como bobinas ou ainda aparado lateralmente ou cortado em comprimentos cortados.

Perigos e sua prevenção

Acidentes. A mecanização reduziu o número de pontos de aprisionamento nas máquinas, mas eles ainda existem, especialmente nas laminações a frio e nos departamentos de acabamento.

Na laminação a frio, existe o risco de aprisionamento entre os rolos, principalmente se for tentada a limpeza em movimento; as fendas dos rolos devem ser protegidas com eficiência e uma supervisão estrita deve ser exercida para evitar a limpeza em movimento. Lesões graves podem ser causadas por máquinas de corte, corte, aparamento e guilhotina, a menos que as partes perigosas estejam bem protegidas. Um programa eficaz de bloqueio/sinalização é essencial para manutenção e reparo.

Ferimentos graves podem ocorrer, especialmente na laminação a quente, se os trabalhadores tentarem cruzar transportadores de rolos em pontos não autorizados; um número adequado de pontes deve ser instalado e seu uso reforçado. Amarrar e amarrar pode causar lesões extensas e queimaduras, até mesmo amputação de membros inferiores; onde a mecanização completa não eliminou este perigo, postes de proteção ou outros dispositivos são necessários.

Atenção especial deve ser dada ao risco de cortes para os trabalhadores em laminadores de tiras e chapas. Tais lesões não são causadas apenas pelo metal fino laminado, mas também pelas cintas metálicas utilizadas nas bobinas, que podem quebrar durante o manuseio e constituir um sério risco.

O uso de grandes quantidades de óleos, inibidores de ferrugem e outros, que geralmente são aplicados por pulverização, é outro perigo comumente encontrado em laminadores de chapas. Apesar das medidas de proteção tomadas para confinar os produtos pulverizados, eles frequentemente se acumulam no chão e nas vias de comunicação, onde podem causar escorregões e quedas. Assim, devem ser providenciados grades, materiais absorventes e botas com sola antiderrapante, além da limpeza regular do piso.

Mesmo em trabalhos automatizados, acidentes ocorrem em trabalhos de conversão durante a troca de rolos pesados ​​nas arquibancadas. Um bom planejamento geralmente reduz o número de trocas de rolo necessárias; é importante que este trabalho não seja feito sob pressão de tempo e que ferramentas adequadas sejam fornecidas.

A automação de plantas modernas está associada a inúmeras pequenas avarias, que muitas vezes são reparadas pela equipe sem parar a planta ou partes dela. Nesses casos, pode acontecer que se esqueça de utilizar as proteções mecânicas necessárias, resultando em graves acidentes. O risco de incêndio envolvido em reparos de sistemas hidráulicos é frequentemente negligenciado. A proteção contra incêndio deve ser planejada e organizada com cuidado especial em instalações que contenham equipamentos hidráulicos.

As pinças usadas para segurar material quente podem bater umas nas outras; as chaves quadradas usadas para mover manualmente seções pesadas laminadas podem causar ferimentos graves na cabeça ou na parte superior do tronco devido à folga. Todas as ferramentas manuais devem ser bem projetadas, inspecionadas com frequência e bem mantidas. As tenazes usadas nas moendas devem ter seus rebites renovados com frequência; chaves de anel e chaves de impacto devem ser fornecidas para as equipes de troca de rolo; chaves de boca dobradas não devem ser usadas. Os trabalhadores devem receber treinamento adequado no uso de todas as ferramentas manuais. Arranjos de armazenamento adequados devem ser feitos para todas as ferramentas manuais.

Muitos acidentes podem ser causados ​​por levantamento e manuseio defeituosos e por defeitos em guindastes e dispositivos de elevação. Todos os guindastes e equipamentos de elevação devem estar sob um sistema regular de exame e inspeção; é necessário um cuidado especial no armazenamento e uso de fundas. Os operadores de guindastes e lançadores devem ser especialmente selecionados e treinados. Existe sempre o risco de acidentes decorrentes do transporte mecânico: locomotivas, vagões e bogies devem ser bem conservados e deve ser aplicado um sistema bem compreendido de alerta e sinalização; passagens claras devem ser mantidas para empilhadeiras e outros caminhões.

Muitos acidentes são causados ​​por quedas e tropeços ou pisos mal conservados, por material mal empilhado, por pontas salientes de tarugos e rolos de encravamento e assim por diante. Os perigos podem ser eliminados pela boa manutenção de todas as superfícies do piso e meios de acesso, passagens claramente definidas, empilhamento adequado do material e remoção regular de detritos. Uma boa limpeza é essencial em todas as partes da planta, incluindo os pátios. Um bom padrão de iluminação deve ser mantido em toda a planta.

Na laminação a quente, queimaduras e lesões oculares podem ser causadas por escamas voadoras; os protetores contra respingos podem efetivamente reduzir a ejeção de incrustações e água quente. Lesões oculares podem ser causadas por partículas de poeira ou pelo chicoteamento de eslingas de cabos; os olhos também podem ser afetados pelo ofuscamento.

Os equipamentos de proteção individual (EPI) são de grande importância na prevenção de acidentes na laminação. Capacetes, sapatos de segurança, polainas, proteção para os braços, luvas, protetores oculares e óculos de proteção devem ser usados ​​para enfrentar o risco apropriado. É essencial garantir a cooperação dos funcionários no uso de dispositivos de proteção e no uso de roupas de proteção. É importante a formação, bem como uma organização eficaz de prevenção de acidentes em que participem os trabalhadores ou os seus representantes.

Calor. Níveis de calor radiante de até 1,000 kcal/m2 foram medidos em pontos de trabalho em laminadores. As doenças causadas pelo calor são uma preocupação, mas os trabalhadores das fábricas modernas geralmente são protegidos pelo uso de púlpitos com ar-condicionado. Veja o artigo “Ferro e aço” para informações sobre prevenção.

Barulho. Ruído considerável se desenvolve em toda a zona de laminação da caixa de engrenagens dos rolos e endireitadeiras, das bombas de água sob pressão, das tesouras e serras, do lançamento de produtos acabados em um poço e da parada dos movimentos do material com placas de metal. O nível geral de ruídos operacionais pode estar em torno de 84-90 dBA, e picos de até 115 dBA ou mais não são incomuns. Veja o artigo “Ferro e aço” para informações sobre prevenção.

vibração. A limpeza dos produtos acabados com ferramentas de percussão de alta velocidade pode levar a alterações artríticas dos cotovelos, ombros, clavícula, ulna distal e articulação do rádio, bem como lesões do osso navicular e lunatum.

Defeitos de junta no sistema de mão e braço podem ser sofridos por trabalhadores da laminação, devido ao efeito de recuo e ricochete do material introduzido na folga entre os rolos.

Gases e vapores nocivos. Quando aço com liga de chumbo é laminado ou discos de corte contendo chumbo são usados, partículas tóxicas podem ser inaladas. Portanto, é necessário monitorar constantemente as concentrações de chumbo no local de trabalho, e os trabalhadores suscetíveis a serem expostos devem ser submetidos a exames médicos regularmente. O chumbo também pode ser inalado por corta-chamas e cortadores de gás, que podem ao mesmo tempo ser expostos a óxidos de nitrogênio (NOx), cromo, níquel e óxido de ferro.

A soldagem de topo está associada à formação de ozônio, que pode causar, quando inalado, irritação semelhante à causada pelo NOx. Os assistentes de fornos de fossa e fornos de reaquecimento podem estar expostos a gases nocivos, cuja composição depende do combustível utilizado (gás de alto-forno, gás de coqueria, óleo) e geralmente inclui monóxido de carbono e dióxido de enxofre. LEV ou proteção respiratória pode ser necessária.

Os trabalhadores que lubrificam equipamentos de laminação com névoa de óleo podem sofrer danos à saúde devido aos óleos utilizados e aos aditivos que contêm. Quando óleos ou emulsões são usados ​​para resfriamento e lubrificação, deve-se garantir que as proporções de óleo e aditivos sejam corretas para evitar não apenas irritação das mucosas, mas também dermatite aguda em trabalhadores expostos. Consulte o artigo “Lubrificantes industriais, fluidos de usinagem e óleos automotivos” no capítulo Indústria metalúrgica e metalúrgica.

Grandes quantidades de desengordurantes são usadas para as operações de acabamento. Esses agentes evaporam e podem ser inalados; sua ação não é apenas tóxica, mas também causa a deterioração da pele, que pode ser desengordurada quando os solventes não são manuseados adequadamente. A LEV deve ser fornecida e as luvas devem ser usadas.

Ácidos. Ácidos fortes em lojas de decapagem são corrosivos para a pele e membranas mucosas. Devem ser usados ​​LEV e EPI apropriados.

Radiação ionizante. Raios X e outros equipamentos de radiação ionizante podem ser usados ​​para medição e exame; precauções estritas de acordo com os regulamentos locais são necessárias.

 

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Domingo, março 13 2011 14: 39

Problemas e Padrões de Saúde e Segurança

Adaptado em parte de um artigo inédito de Simon Pickvance.

A indústria siderúrgica é uma “indústria pesada”: além dos riscos de segurança inerentes a usinas gigantes, equipamentos maciços e movimentação de grandes massas de materiais, os trabalhadores estão expostos ao calor do metal fundido e da escória a temperaturas de até 1,800°C C, substâncias tóxicas ou corrosivas, contaminantes do ar respiráveis ​​e ruído. Estimulada por sindicatos, pressões econômicas por maior eficiência e regulamentações governamentais, a indústria tem feito grandes avanços na introdução de equipamentos mais novos e processos aprimorados que proporcionam maior segurança e melhor controle de riscos físicos e químicos. As fatalidades no local de trabalho e os acidentes com perda de tempo foram significativamente reduzidos, mas ainda são um problema significativo (ILO 1992). A fabricação de aço continua sendo um comércio perigoso no qual os perigos potenciais nem sempre podem ser eliminados. Consequentemente, isso representa um desafio formidável para o gerenciamento diário da fábrica. Exige pesquisa contínua, monitoramento contínuo, supervisão responsável e educação e treinamento atualizados dos trabalhadores em todos os níveis.

Riscos físicos

problemas ergonômicos

Lesões musculoesqueléticas são comuns na fabricação de aço. Apesar da introdução da mecanização e de dispositivos auxiliares, o manuseio manual de objetos grandes, volumosos e/ou pesados ​​continua sendo uma necessidade frequente. A atenção constante à limpeza é necessária para reduzir o número de escorregões e quedas. Os pedreiros de fornalhas demonstraram estar em maior risco de problemas relacionados ao trabalho no braço e na região lombar. A introdução da ergonomia no projeto de equipamentos e controles (por exemplo, cabines de motoristas de guindastes) com base no estudo dos requisitos físicos e mentais do trabalho, juntamente com inovações como rotação de trabalho e trabalho em equipe, são desenvolvimentos recentes que visam melhorar a segurança, bem-estar e desempenho dos trabalhadores da siderurgia.

Ruído

A siderurgia é uma das indústrias mais barulhentas, embora os programas de conservação auditiva estejam diminuindo o risco de perda auditiva. As principais fontes incluem sistemas de extração de fumaça, sistemas de vácuo usando ejetores de vapor, transformadores elétricos e o processo de arco em fornos elétricos a arco, laminadores e grandes ventiladores usados ​​para ventilação. Pelo menos metade dos trabalhadores expostos ao ruído serão prejudicados pela perda auditiva induzida pelo ruído após apenas 10 ou 15 anos de trabalho. Programas de conservação auditiva, descritos em detalhes em outras partes deste enciclopédia, incluem avaliações periódicas de ruído e audição, engenharia de controle de ruído e manutenção de máquinas e equipamentos, proteção individual e educação e treinamento de trabalhadores

Outras causas de perda auditiva além do ruído incluem queimaduras no tímpano causadas por partículas de escória, incrustações ou metal fundido, perfuração do tambor causada por ruído de impulso intenso e trauma causado por queda ou objetos em movimento. Uma pesquisa de pedidos de indenização apresentados por metalúrgicos canadenses revelou que metade daqueles com perda auditiva ocupacional também tinha zumbido (McShane, Hyde e Alberti 1988).

vibração

Vibrações potencialmente perigosas são criadas por movimentos mecânicos oscilantes, na maioria das vezes quando os movimentos da máquina não foram equilibrados, ao operar máquinas de chão de fábrica e ao usar ferramentas portáteis como furadeiras e martelos pneumáticos, serras e rebolos. Danos aos discos vertebrais, dor lombar e degeneração da coluna vertebral foram atribuídos à vibração de corpo inteiro em vários estudos de operadores de guindastes suspensos (Pauline et al. 1988).

A vibração de corpo inteiro pode causar uma variedade de sintomas (por exemplo, enjôo, embaçamento e perda da acuidade visual) que podem levar a acidentes. A vibração mão-braço tem sido associada à síndrome do túnel do carpo, alterações degenerativas das articulações e fenômeno de Reynaud nas pontas dos dedos (“doença dos dedos brancos”), que pode causar incapacidade permanente. Um estudo de trituradores e trituradores mostrou que eles tinham duas vezes mais chances de desenvolver a contratura de Dupuytren do que um grupo de comparação de trabalhadores (Thomas e Clarke 1992).

Exposição ao calor

A exposição ao calor é um problema em toda a indústria siderúrgica, especialmente em plantas localizadas em climas quentes. Pesquisas recentes mostraram que, ao contrário do que se pensava, as maiores exposições ocorrem durante o forjamento, quando os trabalhadores monitoram continuamente o aço quente, e não durante a fusão, quando, embora as temperaturas sejam mais altas, elas são intermitentes e seus efeitos são limitados pelo intenso aquecimento da pele exposta e pelo uso de proteção para os olhos (Lydahl e Philipson 1984). O perigo de estresse por calor é reduzido pela ingestão adequada de líquidos, ventilação adequada, uso de escudos térmicos e roupas de proteção e pausas periódicas para descanso ou trabalho em uma tarefa mais fria.

lasers

Os lasers têm uma ampla gama de aplicações na fabricação de aço e podem causar danos à retina em níveis de potência muito abaixo dos necessários para causar efeitos na pele. Os operadores de laser podem ser protegidos pelo foco nítido do feixe e pelo uso de óculos de proteção, mas outros trabalhadores podem se ferir quando inadvertidamente pisam no feixe ou quando este é inadvertidamente refletido neles.

nuclídeos radioativos

Nuclídeos radioativos são empregados em muitos dispositivos de medição. As exposições geralmente podem ser controladas pela colocação de sinais de alerta e proteção apropriada. Muito mais perigoso, no entanto, é a inclusão acidental ou descuidada de materiais radioativos na sucata de aço que está sendo reciclada. Para evitar isso, muitas fábricas estão usando detectores de radiação sensíveis para monitorar toda a sucata antes de ser introduzida no processamento.

Poluentes Aerotransportados

Os trabalhadores da siderurgia podem estar expostos a uma ampla gama de poluentes, dependendo do processo específico, dos materiais envolvidos e da eficácia das medidas de monitoramento e controle. Os efeitos adversos são determinados pelo estado físico e propensão do poluente envolvido, a intensidade e duração da exposição, a extensão da acumulação no organismo e a sensibilidade do indivíduo aos seus efeitos. Alguns efeitos são imediatos, enquanto outros podem levar anos e até décadas para se desenvolver. Mudanças nos processos e equipamentos, aliadas ao aprimoramento das medidas para manter as exposições abaixo dos níveis tóxicos, reduziram os riscos para os trabalhadores. No entanto, estes também introduziram novas combinações de poluentes e há sempre o perigo de acidentes, incêndios e explosões.

Poeira e fumaça

As emissões de fumaça e partículas são um grande problema potencial para os funcionários que trabalham com metais fundidos, fabricando e manuseando coque e carregando e vazando fornos. Eles também são problemáticos para os trabalhadores designados para manutenção de equipamentos, limpeza de dutos e operações de demolição de refratários. Os efeitos na saúde estão relacionados ao tamanho das partículas (ou seja, a proporção que é respirável) e aos metais e aerossóis que podem ser adsorvidos em suas superfícies. Há evidências de que a exposição a poeira e vapores irritantes também pode tornar os metalúrgicos mais suscetíveis ao estreitamento reversível das vias aéreas (asma) que, com o tempo, pode se tornar permanente (Johnson et al. 1985).

Silica

A exposição à sílica, com silicose resultante, antes bastante comum entre trabalhadores em trabalhos como manutenção de fornalhas em fundições e altos-fornos, foi reduzida com o uso de outros materiais para forros de fornalhas, bem como automação, o que reduziu o número de trabalhadores nestes processos.

Amianto

O amianto, outrora amplamente utilizado para isolamento térmico e acústico, agora é encontrado apenas em atividades de manutenção e construção, quando os materiais de amianto anteriormente instalados são perturbados e geram fibras transportadas pelo ar. Os efeitos a longo prazo da exposição ao amianto, descritos em detalhes em outras seções deste enciclopédia, incluem asbestose, mesotelioma e outros tipos de câncer. Um estudo transversal recente encontrou patologia pleural em 20 de 900 metalúrgicos (2%), muitos dos quais foram diagnosticados como doença pulmonar restritiva característica da asbestose (Kronenberg et al. 1991).

Os metais pesados

As emissões geradas na fabricação do aço podem conter metais pesados ​​(por exemplo, chumbo, cromo, zinco, níquel e manganês) na forma de vapores, partículas e adsorvatos em partículas inertes de poeira. Eles estão frequentemente presentes em fluxos de sucata de aço e também são introduzidos na fabricação de tipos especiais de produtos de aço. A pesquisa realizada em trabalhadores que fundem ligas de manganês mostrou desempenho físico e mental prejudicado e outros sintomas de manganismo em níveis de exposição significativamente abaixo dos limites atualmente permitidos na maioria dos países (Wennberg et al. 1991). A exposição de curto prazo a altos níveis de zinco e outros metais vaporizados pode causar “febre da fumaça do metal”, caracterizada por febre, calafrios, náusea, dificuldade respiratória e fadiga. Detalhes de outros efeitos tóxicos produzidos por metais pesados ​​são encontrados em outras partes deste enciclopédia.

névoas ácidas

Névoas ácidas de áreas de decapagem podem causar irritação na pele, olhos e vias respiratórias. A exposição a névoas de ácido clorídrico e sulfúrico de banhos de decapagem também foi associada em um estudo com um aumento de quase duas vezes no câncer de laringe (Steenland et al. 1988).

compostos de enxofre

A fonte predominante de emissões de enxofre na produção de aço é o uso de combustíveis fósseis com alto teor de enxofre e escória de alto-forno. O sulfeto de hidrogênio tem um odor desagradável característico e os efeitos de curto prazo de exposições a níveis relativamente baixos incluem ressecamento e irritação das passagens nasais e do trato respiratório superior, tosse, falta de ar e pneumonia. Exposições mais longas a níveis baixos podem causar irritação ocular, enquanto danos oculares permanentes podem ser produzidos por níveis mais altos de exposição. Em níveis mais altos, também pode haver uma perda temporária do olfato, que pode levar os trabalhadores a acreditar que não estão mais expostos.

Névoas de óleo

As névoas de óleo geradas na laminação a frio do aço podem produzir irritação da pele, membranas mucosas e trato respiratório superior, náuseas, vômitos e dor de cabeça. Um estudo relatou casos de pneumonia lipóide em trabalhadores de laminadores que tiveram exposições mais longas (Cullen et al. 1981).

Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos

Os PAHs são produzidos na maioria dos processos de combustão; nas siderúrgicas, a produção de coque é a principal fonte. Quando o carvão é parcialmente queimado para produzir coque, um grande número de compostos voláteis é destilado como voláteis de alcatrão de hulha, incluindo PAHs. Estes podem estar presentes como vapores, aerossóis ou adsorvatos em partículas finas. Exposições de curto prazo podem causar irritação da pele e membranas mucosas, tontura, dor de cabeça e náusea, enquanto a exposição de longo prazo tem sido associada à carcinogênese. Estudos mostraram que trabalhadores de fornos de coque têm uma taxa de mortalidade por câncer de pulmão duas vezes maior que a da população em geral. Aqueles mais expostos aos voláteis do alcatrão de hulha correm o maior risco. Estes incluíram trabalhadores na parte superior do forno e trabalhadores com o período mais longo de exposição (IARC 1984; Constantino, Redmond e Bearden 1995). Os controles de engenharia reduziram o número de trabalhadores em risco em alguns países.

Outros produtos químicos

Mais de 1,000 produtos químicos são usados ​​ou encontrados na fabricação de aço: como matérias-primas ou como contaminantes em sucata e/ou em combustíveis; como aditivos em processos especiais; como refratários; e como fluidos hidráulicos e solventes usados ​​na operação e manutenção da planta. A coqueria produz subprodutos como alcatrão, benzeno e amônia; outros são gerados nos diferentes processos de fabricação do aço. Todos podem ser potencialmente tóxicos, dependendo da natureza dos produtos químicos, do tipo, do nível e da duração das exposições, de sua reatividade com outros produtos químicos e da suscetibilidade do trabalhador exposto. Exposições acidentais pesadas a vapores contendo dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio causaram casos de pneumonia química. Vanádio e outras adições de ligas podem causar pneumonite química. O monóxido de carbono, que é liberado em todos os processos de combustão, pode ser perigoso quando a manutenção do equipamento e seus controles estão abaixo do padrão. O benzeno, juntamente com o tolueno e o xileno, está presente no gás de coqueria e causa sintomas respiratórios e do sistema nervoso central em exposição aguda; exposições de longo prazo podem levar a danos na medula óssea, anemia aplástica e leucemia.

Estresse

Altos níveis de estresse no trabalho são encontrados na indústria siderúrgica. As exposições ao calor radiante e ao ruído são agravadas pela necessidade de vigilância constante para evitar acidentes e exposições potencialmente perigosas. Como muitos processos estão em operação contínua, o trabalho em turnos é uma necessidade; seu impacto no bem-estar e no suporte social essencial dos trabalhadores são detalhados em outra parte deste enciclopédia. Por fim, existe o potente estressor da possível perda de empregos resultante da automação e mudanças nos processos, realocação da fábrica e redução da força de trabalho.

Programas Preventivos

Proteger os trabalhadores do aço contra a toxicidade potencial requer alocação de recursos adequados para um programa contínuo, abrangente e coordenado que deve incluir os seguintes elementos:

    • avaliação de todas as matérias-primas e combustíveis e, quando possível, substituição de produtos mais seguros por aqueles sabidamente perigosos
    • controles eficazes para o armazenamento e manuseio seguro de matérias-primas, produtos, subprodutos e resíduos
    • monitoramento contínuo do ambiente ocupacional pessoal dos trabalhadores e da qualidade do ar ambiente, com monitoramento biológico quando necessário, e vigilância médica periódica dos trabalhadores para detectar efeitos de saúde mais sutis e verificar a aptidão para seus trabalhos
    • sistemas de engenharia para controlar exposições potenciais (por exemplo, invólucros de equipamentos e sistemas adequados de exaustão e ventilação) complementados por equipamentos de proteção individual (por exemplo, escudos, luvas, óculos de segurança e óculos de proteção, protetores auriculares, respiradores, proteção para pés e corpo, etc.) ao projetar controles não são suficientes
    • aplicação de princípios ergonômicos ao projeto de equipamentos, controles de máquinas e ferramentas e análise da estrutura e conteúdo do trabalho como um guia para intervenções que podem prevenir lesões e melhorar o bem-estar dos trabalhadores
    • manutenção de informações atualizadas e prontamente disponíveis sobre perigos potenciais, que devem ser disseminadas entre trabalhadores e supervisores como parte de um programa contínuo de educação e treinamento de trabalhadores
    • instalação e manutenção de sistemas para armazenamento e recuperação de volumosos dados de saúde e segurança, bem como para análise e relatório de registros de constatações de inspeções, acidentes e lesões e doenças do trabalhador.

                 

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                Domingo, março 13 2011 14: 43

                Questões ambientais e de saúde pública

                Adaptado de UNEP e IISI 1997 e um artigo inédito de Jerry Spiegel.

                Devido ao grande volume e complexidade de suas operações e ao uso extensivo de energia e matérias-primas, a siderurgia, assim como outras indústrias “pesadas”, tem o potencial de causar impactos significativos ao meio ambiente e à população das comunidades próximas . A Figura 1 resume os poluentes e resíduos gerados por seus principais processos produtivos. Eles compreendem três categorias principais: poluentes atmosféricos, contaminantes de águas residuais e resíduos sólidos.

                Figura 1. Fluxograma de poluentes e resíduos gerados por diferentes processos

                IRO200F1

                Historicamente, as investigações sobre o impacto da indústria siderúrgica na saúde pública têm se concentrado nos efeitos localizados nas áreas locais densamente povoadas nas quais a produção de aço está concentrada e particularmente em regiões específicas onde ocorreram episódios agudos de poluição do ar, como o Vales de Donora e Meuse, e o triângulo entre a Polônia, a ex-Tchecoslováquia e a ex-República Democrática Alemã (OMS 1992).

                Poluentes do ar

                Os poluentes atmosféricos das operações de produção de ferro e aço têm sido historicamente uma preocupação ambiental. Esses poluentes incluem substâncias gasosas, como óxidos de enxofre, dióxido de nitrogênio e monóxido de carbono. Além disso, partículas como fuligem e poeira, que podem conter óxidos de ferro, têm sido foco de controles. As emissões de fornos de coque e de subprodutos de fornos de coque têm sido uma preocupação, mas as melhorias contínuas na tecnologia de produção de aço e de controle de emissões durante as últimas duas décadas, juntamente com regulamentações governamentais mais rigorosas, reduziram significativamente essas emissões na América do Norte, Europa Ocidental e Japão. Estima-se que os custos totais de controle da poluição, mais da metade dos quais relacionados a emissões atmosféricas, variem de 1 a 3% dos custos totais de produção; as instalações de controle da poluição do ar têm representado cerca de 10 a 20% dos investimentos totais da planta. Esses custos criam uma barreira para a aplicação global de controles de última geração em países em desenvolvimento e para empresas economicamente marginais mais antigas.

                Os poluentes atmosféricos variam de acordo com o processo específico, a engenharia e a construção da planta, as matérias-primas empregadas, as fontes e quantidades de energia necessárias, a extensão em que os produtos residuais são reciclados no processo e a eficiência dos controles de poluição. Por exemplo, a introdução da fabricação de aço de oxigênio básico permitiu a coleta e reciclagem de gases residuais de forma controlada, reduzindo as quantidades a serem esgotadas, enquanto o uso do processo de lingotamento contínuo reduziu o consumo de energia, resultando em uma redução de emissões. Isso aumentou o rendimento do produto e melhorou a qualidade.

                Dióxido de enxofre

                A quantidade de dióxido de enxofre, formado principalmente nos processos de combustão, depende principalmente do teor de enxofre do combustível fóssil empregado. Tanto o coque quanto o gás de coqueria usados ​​como combustíveis são as principais fontes de dióxido de enxofre. Na atmosfera, o dióxido de enxofre pode reagir com radicais de oxigênio e água para formar um aerossol de ácido sulfúrico e, em combinação com amônia, pode formar um aerossol de sulfato de amônio. Os efeitos na saúde atribuídos aos óxidos de enxofre não se devem apenas ao dióxido de enxofre, mas também à sua tendência de formar tais aerossóis respiráveis. Além disso, o dióxido de enxofre pode ser adsorvido em partículas, muitas das quais estão na faixa respirável. Tais exposições potenciais podem ser reduzidas não apenas pelo uso de combustíveis com baixo teor de enxofre, mas também pela redução da concentração de particulados. O aumento do uso de fornos elétricos diminuiu a emissão de óxidos de enxofre ao eliminar a necessidade de coque, mas isso repassou esse ônus de controle de poluição para as usinas geradoras de eletricidade. A dessulfuração do gás de coqueria é obtida pela remoção de compostos de enxofre reduzido, principalmente sulfeto de hidrogênio, antes da combustão.

                Óxidos de nitrogênio

                Como os óxidos de enxofre, os óxidos de nitrogênio, principalmente óxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio, são formados em processos de combustão de combustível. Eles reagem com oxigênio e compostos orgânicos voláteis (VOCs) na presença de radiação ultravioleta (UV) para formar ozônio. Eles também se combinam com a água para formar o ácido nítrico, que, por sua vez, se combina com a amônia para formar o nitrato de amônio. Estes também podem formar aerossóis respiráveis ​​que podem ser removidos da atmosfera por deposição úmida ou seca.

                assunto particular

                O material particulado, a forma mais visível de poluição, é uma mistura variada e complexa de materiais orgânicos e inorgânicos. A poeira pode ser soprada de pilhas de minério de ferro, carvão, coque e calcário ou pode entrar no ar durante o carregamento e transporte. Materiais grosseiros geram poeira quando são friccionados ou esmagados sob veículos. Partículas finas são geradas nos processos de sinterização, fundição e fusão, principalmente quando o ferro fundido entra em contato com o ar para formar óxido de ferro. Os fornos de coque produzem coque fino de carvão e emissões de alcatrão. Os efeitos potenciais à saúde dependem do número de partículas na faixa respirável, da composição química da poeira e da duração e concentração da exposição.

                Reduções acentuadas nos níveis de poluição particulada foram alcançadas. Por exemplo, usando precipitadores eletrostáticos para limpar gases residuais secos na fabricação de aço com oxigênio, uma siderúrgica alemã diminuiu o nível de poeira emitida de 9.3 kg/t de aço bruto em 1960 para 5.3 kg/t em 1975 e para um pouco menos de 1 kg/t até 1990. O custo, no entanto, foi um aumento acentuado no consumo de energia. Outros métodos de controle da poluição particulada incluem o uso de depuradores úmidos, filtros de mangas e ciclones (que são eficazes apenas contra partículas grandes).

                Os metais pesados

                Metais como cádmio, chumbo, zinco, mercúrio, manganês, níquel e cromo podem ser emitidos de um forno como poeira, fumaça ou vapor ou podem ser adsorvidos por partículas. Efeitos na saúde, descritos em outras partes deste enciclopédia, dependem do nível e duração da exposição.

                Emissões orgânicas

                As emissões orgânicas das operações primárias de aço podem incluir benzeno, tolueno, xileno, solventes, PAHs, dioxinas e fenóis. A sucata de aço utilizada como matéria-prima pode conter diversas dessas substâncias, dependendo de sua origem e da forma como foi utilizada (por exemplo, tintas e outros revestimentos, outros metais e lubrificantes). Nem todos esses poluentes orgânicos são capturados pelos sistemas convencionais de limpeza de gases.

                Radioatividade

                Nos últimos anos, houve relatos de casos em que materiais radioativos foram inadvertidamente incluídos na sucata de aço. As propriedades físico-químicas dos nuclídeos (por exemplo, temperaturas de fusão e ebulição e afinidade pelo oxigênio) determinarão o que acontece com eles no processo de fabricação do aço. Pode haver uma quantidade suficiente para contaminar os produtos siderúrgicos, os subprodutos e os vários tipos de resíduos e, portanto, exigir uma limpeza e descarte dispendiosos. Há também a contaminação potencial dos equipamentos siderúrgicos, com consequente exposição potencial dos trabalhadores siderúrgicos. No entanto, muitas operações siderúrgicas instalaram detectores de radiação sensíveis para rastrear toda a sucata de aço comprada.

                Dióxido de carbono

                Embora não tenha efeito na saúde humana ou nos ecossistemas nos níveis atmosféricos habituais, o dióxido de carbono é importante devido à sua contribuição para o “efeito estufa”, que está associado ao aquecimento global. A indústria siderúrgica é uma grande geradora de dióxido de carbono, mais pelo uso do carbono como agente redutor na produção de ferro a partir do minério de ferro do que pelo seu uso como fonte de energia. Em 1990, por meio de uma variedade de medidas para redução da taxa de coque de alto-forno, recuperação de calor residual e economia de energia, as emissões de dióxido de carbono pela indústria siderúrgica foram reduzidas para 47% dos níveis de 1960.

                ozono

                O ozônio, um dos principais constituintes do smog atmosférico próximo à superfície da terra, é um poluente secundário formado no ar pela reação fotoquímica da luz solar sobre os óxidos de nitrogênio, facilitada em grau variável, dependendo de sua estrutura e reatividade, por uma variedade de VOCs . A principal fonte de precursores de ozônio são os escapamentos de veículos motorizados, mas alguns também são gerados por usinas de ferro e aço, bem como por outras indústrias. Como resultado das condições atmosféricas e topográficas, a reação do ozônio pode ocorrer a grandes distâncias de sua fonte.

                Contaminantes de águas residuais

                As siderúrgicas descarregam grandes volumes de água em lagos, rios e córregos, com volumes adicionais sendo vaporizados durante o resfriamento do coque ou do aço. As águas residuais retidas em tanques de retenção não vedados ou com vazamentos podem vazar e contaminar o lençol freático local e os córregos subterrâneos. Estes também podem ser contaminados pela lixiviação das águas pluviais através de pilhas de matérias-primas ou acumulações de resíduos sólidos. Os contaminantes incluem sólidos suspensos, metais pesados ​​e óleos e graxas. Mudanças de temperatura em águas naturais devido à descarga de água de processo de temperatura mais alta (70% da água de processo de fabricação de aço é usada para resfriamento) podem afetar os ecossistemas dessas águas. Consequentemente, o tratamento de resfriamento antes da descarga é essencial e pode ser obtido por meio da aplicação da tecnologia disponível.

                Sólidos em suspensão

                Os sólidos suspensos (SS) são os principais poluentes de origem hídrica descarregados durante a produção de aço. Eles compreendem principalmente óxidos de ferro da formação de incrustações durante o processamento; carvão, lodo biológico, hidróxidos metálicos e outros sólidos também podem estar presentes. Estes são amplamente não tóxicos em ambientes aquosos em níveis de descarga normais. A sua presença em níveis mais elevados pode levar à descoloração dos riachos, desoxigenação e assoreamento.

                Os metais pesados

                A água do processo siderúrgico pode conter altos níveis de zinco e manganês, enquanto as descargas das áreas de laminação a frio e revestimentos podem conter zinco, cádmio, alumínio, cobre e cromo. Esses metais estão naturalmente presentes no ambiente aquático; é a presença deles em concentrações mais altas do que o normal que gera preocupação com os efeitos potenciais nos seres humanos e nos ecossistemas. Essas preocupações são aumentadas pelo fato de que, ao contrário de muitos poluentes orgânicos, esses metais pesados ​​não se biodegradam em produtos finais inofensivos e podem se concentrar em sedimentos e tecidos de peixes e outras formas de vida aquática. Além disso, ao serem combinados com outros contaminantes (por exemplo, amônia, compostos orgânicos, óleos, cianetos, álcalis, solventes e ácidos), sua toxicidade potencial pode ser aumentada.

                Óleos e graxas

                Óleos e graxas podem estar presentes em águas residuais em ambas as formas solúveis e insolúveis. A maioria dos óleos pesados ​​e graxas são insolúveis e são removidos com relativa facilidade. Eles podem tornar-se emulsionados, no entanto, por contato com detergentes ou álcalis ou por serem agitados. Óleos emulsificados são rotineiramente usados ​​como parte do processo em moinhos a frio. Exceto por causar descoloração da superfície da água, pequenas quantidades da maioria dos compostos de óleo alifáticos são inócuos. Os compostos de óleo aromático monohídrico, no entanto, podem ser tóxicos. Além disso, os componentes do óleo podem conter substâncias tóxicas como PCBs, chumbo e outros metais pesados. Além da questão da toxicidade, a demanda biológica e química de oxigênio (DBO e DQO) dos óleos e outros compostos orgânicos pode diminuir o teor de oxigênio da água, afetando a viabilidade da vida aquática.

                Resíduos sólidos

                Grande parte dos resíduos sólidos produzidos na siderurgia é reaproveitável. O processo de produção do coque, por exemplo, dá origem a derivados do carvão, importantes matérias-primas para a indústria química. Muitos subprodutos (por exemplo, pó de coque) podem ser reintroduzidos nos processos de produção. A escória produzida quando as impurezas presentes no carvão e no minério de ferro se fundem e se combinam com a cal usada como fundente na fundição pode ser usada de várias maneiras: aterro para projetos de recuperação, construção de estradas e como matéria-prima para usinas de sinterização que fornecem altos-fornos. O aço, independentemente do grau, tamanho, uso ou tempo de serviço, é totalmente reciclável e pode ser reciclado repetidamente sem qualquer degradação de suas propriedades mecânicas, físicas ou metalúrgicas. A taxa de reciclagem é estimada em 90%. A Tabela 1 apresenta uma visão geral do grau em que a indústria siderúrgica japonesa alcançou a reciclagem de materiais residuais.

                Tabela 1. Resíduos gerados e reciclados na produção de aço no Japão

                 

                Geração (A)
                (1,000 toneladas)

                Aterro (B)
                (1,000 toneladas)

                Reuso
                (A-B/A) %

                Escória

                Alto-fornos
                Fornos básicos de oxigênio
                Fornos elétricos a arco
                Subtotal

                24,717
                9,236
                2,203
                36,156

                712
                1,663
                753
                3,128

                97.1
                82.0
                65.8
                91.3

                Dust

                4,763

                238

                95.0

                lodo

                519

                204

                60.7

                Óleo usado

                81

                   

                Total

                41,519

                3,570

                91.4

                Fonte: IISI 1992.

                Conservação de Energia

                A conservação de energia é desejável não apenas por razões econômicas, mas também para reduzir a poluição em instalações de fornecimento de energia, como concessionárias de energia elétrica. A quantidade de energia consumida na produção de aço varia muito com os processos utilizados e a mistura de sucata e minério de ferro na matéria-prima. A intensidade energética das usinas baseadas em sucata dos Estados Unidos em 1988 foi em média de 21.1 gigajoules por tonelada, enquanto as usinas japonesas consumiram cerca de 25% menos. Uma usina modelo baseada em sucata do International Iron and Steel Institute (IISI) exigia apenas 10.1 gigajoules por tonelada (IISI 1992).

                Os aumentos no custo da energia estimularam o desenvolvimento de tecnologias que economizam energia e materiais. Gases de baixa energia, como gases subprodutos produzidos nos processos de alto-forno e coqueria, são recuperados, limpos e utilizados como combustível. O consumo de coque e combustível auxiliar pela indústria siderúrgica alemã, que era em média de 830 kg/tonelada em 1960, foi reduzido para 510 kg/tonelada em 1990. A siderurgia japonesa conseguiu reduzir sua participação no consumo total de energia japonesa de 20.5% em 1973 para cerca de 7% em 1988. A indústria siderúrgica dos Estados Unidos fez grandes investimentos em conservação de energia. A fábrica média reduziu o consumo de energia em 45% desde 1975 por meio de modificação de processo, nova tecnologia e reestruturação (as emissões de dióxido de carbono caíram proporcionalmente).

                Enfrentando o Futuro

                Tradicionalmente, os governos, as associações comerciais e as indústrias individuais abordam as questões ambientais de forma específica da mídia, lidando separadamente, por exemplo, com problemas de ar, água e descarte de resíduos. Embora útil, isso às vezes apenas transferiu o problema de uma área ambiental para outra, como no caso do dispendioso tratamento de águas residuais que deixa o problema subsequente de descarte do lodo de tratamento, que também pode causar séria poluição das águas subterrâneas.

                Nos últimos anos, no entanto, a indústria siderúrgica internacional abordou esse problema por meio do Controle Integrado da Poluição, que se desenvolveu na Gestão Total do Risco Ambiental, um programa que analisa todos os impactos simultaneamente e aborda as áreas prioritárias de forma sistemática. Um segundo desenvolvimento de igual importância tem sido o foco na ação preventiva em vez da ação corretiva. Isso aborda questões como localização da planta, preparação do local, layout e equipamento da planta, especificação das responsabilidades de gerenciamento do dia-a-dia e a garantia de pessoal e recursos adequados para monitorar a conformidade com os regulamentos ambientais e relatar os resultados às autoridades apropriadas.

                O Centro de Indústria e Meio Ambiente, criado em 1975 pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), visa incentivar a cooperação entre as indústrias e os governos, a fim de promover o desenvolvimento industrial ambientalmente saudável. Seus objetivos incluem:

                • incentivo à incorporação de critérios ambientais nos planos de desenvolvimento industrial
                • facilitação da implementação de procedimentos e princípios para a proteção do meio ambiente
                • promoção do uso de técnicas seguras e limpas
                • estímulo à troca de informações e experiências em todo o mundo.

                 

                O PNUMA trabalha em estreita colaboração com o IISI, a primeira associação industrial internacional dedicada a uma única indústria. Os membros do IISI incluem empresas produtoras de aço de propriedade pública e privada e associações nacionais e regionais da indústria siderúrgica, federações e institutos de pesquisa nos 51 países que, juntos, respondem por mais de 70% da produção mundial total de aço. O IISI, muitas vezes em conjunto com o PNUMA, produz declarações de políticas e princípios ambientais e relatórios técnicos como aquele no qual grande parte deste artigo foi baseado (UNEP e IISI 1997). Juntos, eles estão trabalhando para abordar os fatores econômicos, sociais, morais, pessoais, gerenciais e tecnológicos que influenciam o cumprimento dos princípios, políticas e regulamentos ambientais.

                 

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                Domingo, março 13 2011 14: 50

                Mineração: uma visão geral

                Minerais e produtos minerais são a espinha dorsal da maioria das indústrias. Alguma forma de mineração ou extração é realizada em praticamente todos os países do mundo. A mineração tem importantes efeitos econômicos, ambientais, trabalhistas e sociais – tanto nos países ou regiões onde é realizada quanto além. Para muitos países em desenvolvimento, a mineração responde por uma proporção significativa do PIB e, muitas vezes, pela maior parte das receitas em divisas e investimentos estrangeiros.

                O impacto ambiental da mineração pode ser significativo e duradouro. Existem muitos exemplos de boas e más práticas na gestão e reabilitação de áreas minadas. O efeito ambiental do uso de minerais está se tornando uma questão importante para a indústria e sua força de trabalho. O debate sobre o aquecimento global, por exemplo, pode afetar o uso do carvão em algumas áreas; a reciclagem diminui a quantidade de novos materiais necessários; e o uso crescente de materiais não minerais, como plásticos, afeta a intensidade de uso de metais e minerais por unidade de PIB.

                A concorrência, o declínio dos teores minerais, os custos de tratamento mais altos, a privatização e a reestruturação estão pressionando as empresas de mineração a reduzir seus custos e aumentar sua produtividade. A alta intensidade de capital de grande parte da indústria de mineração incentiva as empresas de mineração a buscar o uso máximo de seus equipamentos, exigindo, por sua vez, padrões de trabalho mais flexíveis e muitas vezes mais intensivos. O emprego está caindo em muitas áreas de mineração devido ao aumento da produtividade, reestruturação radical e privatização. Essas mudanças não afetam apenas os mineiros que precisam encontrar um emprego alternativo; aqueles que permanecem na indústria são obrigados a ter mais habilidades e mais flexibilidade. Encontrar o equilíbrio entre o desejo das mineradoras de cortar custos e o dos trabalhadores de proteger seus empregos tem sido uma questão fundamental em todo o mundo da mineração. As comunidades de mineração também devem se adaptar às novas operações de mineração, bem como ao downsizing ou fechamento.

                A mineração é muitas vezes considerada uma indústria especial envolvendo comunidades unidas e trabalhadores que fazem um trabalho sujo e perigoso. A mineração também é um setor em que muitos no topo – gerentes e empregadores – são ex-mineiros ou engenheiros de minas com ampla experiência em primeira mão nas questões que afetam suas empresas e forças de trabalho. Além disso, os mineiros sempre foram a elite dos trabalhadores industriais e frequentemente estiveram na vanguarda quando as mudanças políticas e sociais ocorreram mais rapidamente do que o previsto pelo governo da época.

                Cerca de 23 bilhões de toneladas de minerais, incluindo carvão, são produzidos a cada ano. Para minerais de alto valor, a quantidade de resíduos produzidos é muitas vezes maior do que o produto final. Por exemplo, cada onça de ouro é o resultado da movimentação de cerca de 12 toneladas de minério; cada tonelada de cobre vem de cerca de 30 toneladas de minério. Para materiais de menor valor (por exemplo, areia, cascalho e argila) – que respondem pela maior parte do material extraído – a quantidade de resíduos que pode ser tolerada é mínima. É seguro supor, no entanto, que as minas do mundo devem produzir pelo menos o dobro da quantidade final necessária (excluindo a remoção do “overburden” da superfície, que é posteriormente substituído e, portanto, manuseado duas vezes). Globalmente, portanto, cerca de 50 bilhões de toneladas de minério são extraídas a cada ano. Isso equivale a cavar um buraco de 1.5 metro de profundidade do tamanho da Suíça todos os anos.

                Emprego

                A mineração não é um grande empregador. É responsável por cerca de 1% da força de trabalho mundial – cerca de 30 milhões de pessoas, 10 milhões das quais produzem carvão. No entanto, para cada trabalho de mineração, há pelo menos um trabalho que depende diretamente da mineração. Além disso, estima-se que pelo menos 6 milhões de pessoas não incluídas no número acima trabalham em minas de pequena escala. Quando se leva em consideração os dependentes, o número de pessoas que dependem da mineração para viver é provavelmente de cerca de 300 milhões.

                Segurança e saúde

                Os mineiros enfrentam uma combinação constante de mudanças nas circunstâncias do local de trabalho, tanto diariamente quanto durante o turno de trabalho. Alguns trabalham em uma atmosfera sem luz natural ou ventilação, criando vazios na terra removendo material e tentando garantir que não haja reação imediata dos estratos circundantes. Apesar dos esforços consideráveis ​​em muitos países, o número de mortos, feridos e doenças entre os mineiros do mundo significa que, na maioria dos países, a mineração continua sendo a ocupação mais perigosa quando o número de pessoas expostas ao risco é levado em consideração.

                Embora represente apenas 1% da força de trabalho global, a mineração é responsável por cerca de 8% dos acidentes de trabalho fatais (cerca de 15,000 por ano). Não existem dados confiáveis ​​sobre lesões, mas elas são significativas, assim como o número de trabalhadores afetados por doenças ocupacionais (como pneumoconioses, perda auditiva e efeitos de vibração) cuja incapacidade prematura e até morte podem ser atribuídas diretamente a trabalho deles.

                A OIT e a Mineração

                A Organização Internacional do Trabalho (OIT) tem lidado com os problemas trabalhistas e sociais da indústria de mineração desde seus primórdios, fazendo esforços consideráveis ​​para melhorar o trabalho e a vida dos trabalhadores da indústria de mineração - desde a adoção das Jornada de Trabalho (Carvão ) Convenção (No. 31) em 1931 para a Convenção de Segurança e Saúde em Minas (No. 176), que foi adotada pela Conferência Internacional do Trabalho em 1995. Por 50 anos, reuniões tripartidas sobre mineração abordaram uma variedade de questões que vão desde o emprego , condições de trabalho e formação à segurança e saúde no trabalho e relações laborais. Os resultados são mais de 140 conclusões e resoluções acordadas, algumas das quais foram utilizadas a nível nacional; outros desencadearam a ação da OIT – incluindo uma variedade de programas de treinamento e assistência nos Estados membros. Alguns levaram ao desenvolvimento de códigos de prática de segurança e, mais recentemente, ao novo padrão de trabalho.

                Em 1996, foi introduzido um novo sistema de reuniões tripartidas mais curtas e mais focadas, nas quais as questões atuais de mineração serão identificadas e discutidas a fim de abordar as questões de maneira prática nos países e regiões em questão, em nível nacional e pela OIT . A primeira delas, em 1999, tratará de questões sociais e trabalhistas da mineração de pequena escala.

                As questões trabalhistas e sociais na mineração não podem ser dissociadas de outras considerações, sejam elas econômicas, políticas, técnicas ou ambientais. Embora não possa haver uma abordagem modelo para garantir que a indústria de mineração se desenvolva de forma que beneficie todos os envolvidos, há claramente uma necessidade de que isso aconteça. A OIT está fazendo o que pode para ajudar no desenvolvimento social e trabalhista dessa indústria vital. Mas não pode funcionar sozinho; deve contar com o envolvimento ativo dos parceiros sociais para maximizar o seu impacto. A OIT também trabalha em estreita colaboração com outras organizações internacionais, chamando a atenção para a dimensão social e trabalhista da mineração e colaborando com elas conforme apropriado.

                Devido à natureza perigosa da mineração, a OIT sempre se preocupou profundamente com a melhoria da segurança e saúde ocupacional. A Classificação Internacional de Radiografias de Pneumoconioses da OIT é uma ferramenta reconhecida internacionalmente para registrar sistematicamente anormalidades radiográficas no tórax provocadas pela inalação de poeiras. Dois códigos de prática sobre segurança e saúde tratam exclusivamente de minas subterrâneas e de superfície; outros são relevantes para a indústria de mineração.

                A adoção da Convenção sobre Segurança e Saúde em Minas em 1995, que estabeleceu o princípio de ação nacional para a melhoria das condições de trabalho na indústria de mineração, é importante porque:

                • Perigos especiais são enfrentados pelos mineiros.
                • A indústria de mineração em muitos países está assumindo uma importância crescente.
                • Os padrões anteriores da OIT sobre segurança e saúde ocupacional, bem como a legislação existente em muitos países, são inadequados para lidar com as necessidades específicas da mineração.

                 

                As duas primeiras ratificações da Convenção ocorreram em meados de 1997; entrará em vigor em meados de 1998.

                Training

                Nos últimos anos, a OIT realizou vários projetos de treinamento destinados a melhorar a segurança e a saúde dos mineiros por meio de maior conscientização, melhor inspeção e treinamento de resgate. As atividades da OIT até hoje contribuíram para o progresso em muitos países, tornando a legislação nacional em conformidade com as normas internacionais do trabalho e elevando o nível de segurança e saúde ocupacional na indústria de mineração.

                Relações Industriais e Emprego

                A pressão para melhorar a produtividade face à concorrência acirrada pode, por vezes, fazer com que princípios básicos de liberdade de associação e negociação coletiva sejam questionados quando as empresas percebem que sua lucratividade ou mesmo sobrevivência está em dúvida. Mas relações industriais sólidas baseadas na aplicação construtiva desses princípios podem dar uma contribuição importante para a melhoria da produtividade. Esta questão foi exaustivamente examinada numa reunião em 1995. Um ponto importante a destacar foi a necessidade de uma consulta estreita entre os parceiros sociais para que qualquer reestruturação necessária seja bem sucedida e para que a indústria mineira como um todo obtenha benefícios duradouros. Além disso, foi acordado que a nova flexibilidade da organização do trabalho e dos métodos de trabalho não deve prejudicar os direitos dos trabalhadores, nem afetar adversamente a saúde e a segurança.

                Mineração em pequena escala

                A mineração em pequena escala se enquadra em duas grandes categorias. A primeira é a mineração e extração de materiais industriais e de construção em pequena escala, operações que são principalmente para mercados locais e presentes em todos os países (ver figura 1). Regulamentos para controlá-los e tributá-los estão frequentemente em vigor, mas, quanto às pequenas fábricas, a falta de inspeção e a aplicação negligente significam que as operações informais ou ilegais persistem.

                Figura 1. Pedreira de pequena escala em Bengala Ocidental

                MIN010F3

                A segunda categoria é a mineração de minerais de valor relativamente alto, principalmente ouro e pedras preciosas (ver figura 2). A produção é geralmente exportada, por meio de vendas a agências autorizadas ou por meio de contrabando. O tamanho e o caráter desse tipo de mineração de pequena escala tornaram as leis existentes inadequadas e impossíveis de serem aplicadas.

                Figura 2. Mina de ouro em pequena escala no Zimbábue

                MIN010F4

                A mineração em pequena escala oferece empregos consideráveis, especialmente nas áreas rurais. Em alguns países, muito mais pessoas estão empregadas na mineração de pequena escala, muitas vezes informal, do que no setor de mineração formal. Os dados limitados que existem sugerem que mais de seis milhões de pessoas se dedicam à mineração em pequena escala. Infelizmente, porém, muitos desses empregos são precários e estão longe de atender aos padrões trabalhistas nacionais e internacionais. As taxas de acidentes em minas de pequena escala são rotineiramente seis ou sete vezes maiores do que em operações maiores, mesmo em países industrializados. Doenças, muitas devido a condições insalubres, são comuns em muitos locais. Isso não quer dizer que não existam minas seguras, limpas e de pequena escala – existem, mas elas tendem a ser uma pequena minoria.

                Um problema especial é o emprego de crianças. Como parte de seu Programa Internacional para a Eliminação do Trabalho Infantil, a OIT está realizando projetos em vários países da África, Ásia e América Latina para oferecer oportunidades educacionais e perspectivas alternativas de geração de renda para remover crianças das minas de carvão, ouro e pedras preciosas em três regiões desses países. Este trabalho está sendo coordenado com o sindicato internacional dos mineiros (ICEM) e com organizações não governamentais (ONGs) locais e agências governamentais.

                As ONGs também têm trabalhado arduamente e de forma eficaz em nível local para introduzir tecnologias apropriadas para melhorar a eficiência e mitigar o impacto ambiental e de saúde da mineração em pequena escala. Algumas organizações governamentais internacionais (IGOs) têm realizado estudos e desenvolvido diretrizes e programas de ação. Estes abordam o trabalho infantil, o papel das mulheres e dos povos indígenas, a tributação e a reforma fundiária e o impacto ambiental, mas, até agora, parecem ter tido pouco efeito perceptível. Deve-se notar, no entanto, que sem o apoio ativo e a participação dos governos, o sucesso de tais esforços é problemático.

                Além disso, na maioria das vezes, parece haver pouco interesse entre os mineradores de pequena escala em usar tecnologia barata, prontamente disponível e eficaz para mitigar os efeitos à saúde e ao meio ambiente, como retortas para recapturar mercúrio. Freqüentemente, não há incentivo para fazê-lo, pois o custo do mercúrio não é uma restrição. Além disso, particularmente no caso de garimpeiros itinerantes, frequentemente não há interesse de longo prazo em preservar a terra para uso após o término da mineração. O desafio é mostrar aos mineiros de pequena escala que existem melhores maneiras de fazer a mineração que não restrinjam indevidamente suas atividades e sejam melhores para eles em termos de saúde e riqueza, melhores para a terra e melhores para o país. As “Diretrizes de Harare”, desenvolvidas no Seminário Inter-regional das Nações Unidas de 1993 sobre Diretrizes para o Desenvolvimento da Mineração de Pequena e Média Escala, fornecem orientação para governos e agências de desenvolvimento para lidar com as diferentes questões de maneira completa e coordenada. A ausência de envolvimento das organizações de empregadores e trabalhadores na maioria das atividades de mineração de pequena escala coloca uma responsabilidade especial sobre o governo em trazer a mineração de pequena escala para o setor formal, uma ação que melhoraria a situação dos mineradores de pequena escala e aumentar os benefícios econômicos e sociais da mineração em pequena escala. Além disso, em uma mesa redonda internacional em 1995 organizada pelo Banco Mundial, foi desenvolvida uma estratégia para a mineração artesanal que visa minimizar os efeitos colaterais negativos – incluindo as más condições de segurança e saúde dessa atividade – e maximizar os benefícios socioeconômicos.

                A Convenção de Segurança e Saúde em Minas e sua Recomendação (No. 183) estabelecem em detalhes uma referência acordada internacionalmente para orientar a lei e a prática nacional. Abrange todas as minas, fornecendo um piso - o requisito mínimo de segurança contra o qual todas as mudanças nas operações da mina devem ser medidas. As disposições da Convenção já estão sendo incluídas na nova legislação de mineração e em acordos coletivos em vários países e os padrões mínimos que ela estabelece são superados pelos regulamentos de segurança e saúde já promulgados em muitos países mineradores. Resta que a Convenção seja ratificada em todos os países (a ratificação lhe daria força de lei), para garantir que as autoridades apropriadas tenham pessoal e financiamento adequados para que possam monitorar a implementação dos regulamentos em todos os setores da indústria de mineração . A OIT também monitorará a aplicação da Convenção nos países que a ratificarem.

                 

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                Domingo, março 13 2011 15: 09

                Exploração

                A exploração mineral é a precursora da mineração. A exploração é um negócio de alto risco e alto custo que, se bem-sucedido, resulta na descoberta de um depósito mineral que pode ser extraído de forma lucrativa. Em 1992, US$ 1.2 bilhão foram gastos em exploração em todo o mundo; esse valor aumentou para quase US$ 2.7 bilhões em 1995. Muitos países incentivam o investimento em exploração e a concorrência é alta para explorar áreas com bom potencial de descoberta. Quase sem exceção, a exploração mineral hoje é realizada por equipes interdisciplinares de garimpeiros, geólogos, geofísicos e geoquímicos que buscam depósitos minerais em todos os terrenos do mundo.

                A exploração mineral começa com uma reconhecimento or generativo estágio e prossegue através de um avaliação alvo estágio, que, se bem sucedido, leva a exploração avançada. À medida que um projeto avança pelos vários estágios de exploração, o tipo de trabalho muda, assim como as questões de saúde e segurança.

                O trabalho de campo de reconhecimento é frequentemente conduzido por pequenos grupos de geocientistas com apoio limitado em terreno desconhecido. O reconhecimento pode incluir prospecção, mapeamento geológico e amostragem, amostragem geoquímica ampla e preliminar e levantamentos geofísicos. A exploração mais detalhada começa durante a fase de teste de alvo, uma vez que a terra é adquirida por meio de permissão, concessão, arrendamento ou reivindicações minerais. O trabalho de campo detalhado que inclui mapeamento geológico, amostragem e levantamentos geofísicos e geoquímicos requer uma grade para controle de levantamento. Este trabalho frequentemente rende alvos que merecem testes de abertura de valas ou perfuração, envolvendo o uso de equipamentos pesados ​​como retroescavadeiras, pás mecânicas, tratores, furadeiras e, ocasionalmente, explosivos. Equipamentos de perfuração diamantados, rotativos ou de percussão podem ser montados em caminhões ou podem ser transportados para o local da perfuração em patins. Ocasionalmente, helicópteros são usados ​​para lançar brocas entre os locais de perfuração.

                Alguns resultados de exploração do projeto serão suficientemente encorajadores para justificar a exploração avançada que exige a coleta de amostras grandes ou em massa para avaliar o potencial econômico de um depósito mineral. Isso pode ser feito por meio de perfuração intensiva, embora para muitos depósitos minerais alguma forma de trincheira ou amostragem subterrânea possa ser necessária. Um poço de exploração, declínio ou adit pode ser escavado para obter acesso subterrâneo ao depósito. Embora o trabalho real seja realizado por mineradores, a maioria das empresas de mineração garantirá que um geólogo de exploração seja responsável pelo programa de amostragem subterrânea.

                Saúde e Segurança

                No passado, os empregadores raramente implementavam ou monitoravam programas e procedimentos de segurança na exploração. Ainda hoje, os trabalhadores de exploração frequentemente têm uma atitude arrogante em relação à segurança. Como resultado, questões de saúde e segurança podem ser negligenciadas e não consideradas parte integrante do trabalho do explorador. Felizmente, muitas empresas de exploração de mineração agora se esforçam para mudar esse aspecto da cultura de exploração, exigindo que funcionários e contratados sigam os procedimentos de segurança estabelecidos.

                O trabalho de exploração geralmente é sazonal. Consequentemente, há pressões para concluir o trabalho dentro de um tempo limitado, às vezes à custa da segurança. Além disso, à medida que o trabalho de exploração avança para estágios posteriores, o número e a variedade de riscos e perigos aumentam. O trabalho de campo de reconhecimento inicial requer apenas uma pequena equipe de campo e acampamento. A exploração mais detalhada geralmente requer acampamentos de campo maiores para acomodar um número maior de funcionários e contratados. Questões de segurança – especialmente treinamento em questões de saúde pessoal, perigos de acampamento e local de trabalho, uso seguro de equipamentos e segurança transversal – tornam-se muito importantes para geocientistas que podem não ter tido experiência anterior em trabalho de campo.

                Como o trabalho de exploração geralmente é realizado em áreas remotas, a evacuação para um centro de tratamento médico pode ser difícil e pode depender do clima ou das condições da luz do dia. Portanto, os procedimentos e comunicações de emergência devem ser cuidadosamente planejados e testados antes do início do trabalho de campo.

                Embora a segurança ao ar livre possa ser considerada senso comum ou “bom senso”, deve-se lembrar que o que é considerado senso comum em uma cultura pode não ser considerado em outra cultura. As mineradoras devem fornecer aos funcionários da exploração um manual de segurança que aborde as questões das regiões onde atuam. Um manual de segurança abrangente pode formar a base para reuniões de orientação de acampamento, sessões de treinamento e reuniões de rotina de segurança durante toda a temporada de campo.

                Prevenção de riscos à saúde pessoal

                O trabalho de exploração submete os funcionários a um trabalho físico árduo que inclui atravessar o terreno, levantar objetos pesados ​​com frequência, usar equipamentos potencialmente perigosos e ser exposto ao calor, frio, precipitação e talvez altitude elevada (consulte a figura 1). É essencial que os funcionários estejam em boas condições físicas e de boa saúde quando iniciam o trabalho de campo. Os funcionários devem ter imunizações atualizadas e estar livres de doenças transmissíveis (por exemplo, hepatite e tuberculose) que podem se espalhar rapidamente por meio de um acampamento de campo. Idealmente, todos os trabalhadores de exploração devem ser treinados e certificados em primeiros socorros básicos e habilidades de primeiros socorros na natureza. Acampamentos ou locais de trabalho maiores devem ter pelo menos um funcionário treinado e certificado em habilidades avançadas ou industriais de primeiros socorros.

                Figura 1. Perfuração em montanhas na Colúmbia Britânica, Canadá, com uma furadeira leve Winkie

                MIN020F2

                William S. Mitchell

                Os trabalhadores externos devem usar roupas adequadas que os protejam de extremos de calor, frio e chuva ou neve. Em regiões com altos níveis de luz ultravioleta, os trabalhadores devem usar chapéu de abas largas e usar protetor solar com alto fator de proteção solar (FPS) para proteger a pele exposta. Quando o repelente de insetos é necessário, o repelente que contém DEET (N,N-dietilmeta-toluamida) é mais eficaz na prevenção de picadas de mosquitos. Roupas tratadas com permetrina ajudam a proteger contra carrapatos.

                Treinamento. Todos os funcionários de campo devem receber treinamento em tópicos como elevação, uso correto de equipamentos de segurança aprovados (por exemplo, óculos de segurança, botas de segurança, respiradores, luvas apropriadas) e precauções de saúde necessárias para evitar lesões devido ao estresse por calor, estresse por frio, desidratação, exposição à luz ultravioleta, proteção contra picadas de insetos e exposição a quaisquer doenças endêmicas. Trabalhadores de exploração que assumem missões em países em desenvolvimento devem se informar sobre questões locais de saúde e segurança, incluindo a possibilidade de sequestro, roubo e agressão.

                Medidas preventivas para o parque de campismo

                Problemas potenciais de saúde e segurança variam de acordo com o local, tamanho e tipo de trabalho realizado em um acampamento. Qualquer acampamento de campo deve atender aos regulamentos locais de incêndio, saúde, saneamento e segurança. Um acampamento limpo e organizado ajudará a reduzir os acidentes.

                Localização. Um acampamento deve ser estabelecido o mais próximo possível do local de trabalho para minimizar o tempo de viagem e a exposição a perigos associados ao transporte. Um acampamento deve estar localizado longe de qualquer perigo natural e levar em consideração os hábitos e habitat de animais selvagens que possam invadir um acampamento (por exemplo, insetos, ursos e répteis). Sempre que possível, os acampamentos devem estar perto de uma fonte de água potável (ver figura 2). Ao trabalhar em altitudes muito altas, o acampamento deve estar localizado em uma elevação mais baixa para ajudar a prevenir o mal da altitude.

                Figura 2. Acampamento de campo de verão, Territórios do Noroeste, Canadá

                MIN020F7

                William S. Mitchell

                Controle de incêndio e manuseio de combustível. Os acampamentos devem ser montados de modo que as tendas ou estruturas sejam bem espaçadas para evitar ou reduzir a propagação do fogo. O equipamento de combate a incêndios deve ser mantido em um esconderijo central e os extintores de incêndio apropriados devem ser mantidos em cozinhas e escritórios. Os regulamentos para fumar ajudam a prevenir incêndios tanto no acampamento quanto no campo. Todos os trabalhadores devem participar de simulações de incêndio e conhecer os planos de evacuação de incêndio. Os combustíveis devem ser rotulados com precisão para garantir que o combustível correto seja usado para lanternas, fogões, geradores e assim por diante. Os depósitos de combustível devem estar localizados a pelo menos 100 m do acampamento e acima de qualquer nível potencial de inundação ou maré.

                Saneamento. Os acampamentos exigem um suprimento de água potável. A fonte deve ser testada quanto à pureza, se necessário. Quando necessário, a água potável deve ser armazenada em recipientes limpos e rotulados, separados da água não potável. As remessas de alimentos devem ser examinadas quanto à qualidade na chegada e imediatamente refrigeradas ou armazenadas em contêineres para evitar invasões de insetos, roedores ou animais maiores. As instalações para lavar as mãos devem estar localizadas perto de áreas de alimentação e latrinas. As latrinas devem estar em conformidade com os padrões de saúde pública e devem estar localizadas a pelo menos 100 m de distância de qualquer córrego ou litoral.

                Equipamentos de acampamento, equipamentos de campo e máquinas. Todos os equipamentos (por exemplo, motosserras, machados, martelos demolidores, facões, rádios, fogões, lanternas, equipamentos geofísicos e geoquímicos) devem ser mantidos em bom estado de conservação. Se armas de fogo forem necessárias para a segurança pessoal de animais selvagens, como ursos, seu uso deve ser rigorosamente controlado e monitorado.

                Comunicação. É importante estabelecer cronogramas regulares de comunicação. Uma boa comunicação aumenta o moral e a segurança e constitui a base para um plano de resposta a emergências.

                Treinamento. Os funcionários devem ser treinados no uso seguro de todos os equipamentos. Todos os geofísicos e auxiliares devem ser treinados para usar equipamentos geofísicos de solo (terra) que podem operar em alta corrente ou tensão. Tópicos adicionais de treinamento devem incluir prevenção de incêndio, exercícios de combate a incêndio, manuseio de combustível e manuseio de armas de fogo, quando relevante.

                Medidas preventivas no local de trabalho

                Os testes de alvo e os estágios avançados de exploração exigem acampamentos de campo maiores e o uso de equipamentos pesados ​​no local de trabalho. Somente trabalhadores treinados ou visitantes autorizados devem ter permissão para entrar em locais de trabalho onde equipamentos pesados ​​estejam operando.

                Equipamento pesado. Somente pessoal devidamente licenciado e treinado pode operar equipamentos pesados. Os trabalhadores devem estar constantemente vigilantes e nunca se aproximar de equipamentos pesados, a menos que tenham certeza de que o operador sabe onde estão, o que pretendem fazer e para onde pretendem ir.

                Figura 3. Furadeira montada em caminhão na Austrália

                MIN020F4

                Williams S. Mitchell

                Equipamentos de perfuração. As equipes devem ser totalmente treinadas para o trabalho. Eles devem usar equipamentos de proteção individual adequados (por exemplo, capacetes, botas com biqueira de aço, proteção auditiva, luvas, óculos de proteção e máscaras contra poeira) e evitar usar roupas largas que possam ficar presas no maquinário. Os equipamentos de perfuração devem atender a todos os requisitos de segurança (por exemplo, proteções que cobrem todas as partes móveis do maquinário, mangueiras de ar de alta pressão presas com braçadeiras e correntes de segurança) (consulte a figura 3). Os trabalhadores devem estar cientes de condições escorregadias, molhadas, gordurosas ou geladas sob os pés e a área de perfuração deve ser mantida o mais organizada possível (consulte a figura 4).

                Figura 4. Perfuração de circulação reversa em um lago congelado no Canadá

                MIN020F6

                William S. Mitchell

                Escavações. Os poços e trincheiras devem ser construídos para atender às diretrizes de segurança com sistemas de suporte ou os lados cortados a 45º para impedir o colapso. Os trabalhadores nunca devem trabalhar sozinhos ou permanecer sozinhos em uma fossa ou trincheira, mesmo por um curto período de tempo, pois essas escavações desabam facilmente e podem soterrar os trabalhadores.

                Explosivos. Somente pessoal treinado e licenciado deve manusear explosivos. Os regulamentos para manuseio, armazenamento e transporte de explosivos e detonadores devem ser cuidadosamente seguidos.

                Medidas preventivas na travessia do terreno

                Os trabalhadores de exploração devem estar preparados para lidar com o terreno e o clima de sua área de campo. O terreno pode incluir desertos, pântanos, florestas ou terreno montanhoso de selva ou geleiras e campos de neve. As condições podem ser quentes ou frias e secas ou úmidas. Os perigos naturais podem incluir raios, incêndios florestais, avalanches, deslizamentos de terra ou inundações repentinas e assim por diante. Insetos, répteis e/ou animais de grande porte podem apresentar riscos à vida.

                Os trabalhadores não devem correr riscos ou colocar-se em perigo para obter amostras. Os funcionários devem receber treinamento em procedimentos de deslocamento seguro para o terreno e as condições climáticas onde trabalham. Eles precisam de treinamento de sobrevivência para reconhecer e combater a hipotermia, hipertermia e desidratação. Os funcionários devem trabalhar em duplas e carregar equipamentos, comida e água suficientes (ou ter acesso a um esconderijo de emergência) para permitir que passem uma ou duas noites inesperadas no campo, caso surja uma situação de emergência. Os trabalhadores de campo devem manter cronogramas de comunicação de rotina com o acampamento base. Todos os acampamentos de campo devem ter planos de resposta de emergência estabelecidos e testados, caso os trabalhadores de campo precisem ser resgatados.

                Medidas preventivas no transporte

                Muitos acidentes e incidentes ocorrem durante o transporte de ou para um local de trabalho de exploração. O excesso de velocidade e/ou consumo de álcool durante a condução de veículos ou barcos são questões de segurança relevantes.

                Veículos. Causas comuns de acidentes com veículos incluem estradas perigosas e/ou condições climáticas, veículos sobrecarregados ou carregados incorretamente, práticas inseguras de reboque, fadiga do motorista, motoristas inexperientes e animais ou pessoas na estrada, especialmente à noite. As medidas preventivas incluem seguir técnicas de direção defensiva ao operar qualquer tipo de veículo. Motoristas e passageiros de carros e caminhões devem usar cinto de segurança e seguir procedimentos seguros de carregamento e reboque. Somente veículos que possam operar com segurança no terreno e nas condições climáticas da área do campo, por exemplo, veículos com tração nas 4 rodas, motocicletas com motor de 2 rodas, veículos todo-o-terreno (ATVs) ou motos de neve devem ser usados ​​(consulte a figura 5). Os veículos devem ter manutenção regular e conter equipamentos adequados, incluindo equipamentos de sobrevivência. Roupas de proteção e capacete são necessários ao operar quadriciclos ou motocicletas de 2 rodas.

                Figura 5. Transporte de campo de inverno no Canadá

                MIN20F13

                William S. Mitchell

                Aeronave. O acesso a locais remotos depende frequentemente de aeronaves de asa fixa e helicópteros (ver figura 6). Somente empresas de fretamento com equipamentos bem conservados e um bom histórico de segurança devem ser contratadas. Aviões com motores a turbina são recomendados. Os pilotos nunca devem exceder o número legal de horas de voo permitidas e nunca devem voar quando estiverem cansados ​​ou solicitados a voar em condições climáticas inaceitáveis. Os pilotos devem supervisionar o carregamento adequado de todas as aeronaves e cumprir as restrições de carga útil. Para evitar acidentes, os trabalhadores de exploração devem ser treinados para trabalhar com segurança em torno de aeronaves. Eles devem seguir os procedimentos seguros de embarque e carregamento. Ninguém deve andar na direção das hélices ou das pás do rotor; eles são invisíveis quando se movem. Os locais de pouso de helicópteros devem ser mantidos livres de detritos soltos que possam se tornar projéteis no ar na corrente descendente das pás do rotor.

                Figura 6. Descarregando suprimentos de campo de Twin Otter, Territórios do Noroeste, Canadá

                MIN20F10

                William S. Mitchell

                Fundir. Helicópteros são frequentemente usados ​​para transportar suprimentos, combustível, perfurar e equipamentos de acampamento. Alguns dos principais perigos incluem sobrecarga, uso incorreto ou manutenção inadequada de equipamentos de lingagem, locais de trabalho desarrumados com detritos ou equipamentos que podem ser arremessados, vegetação saliente ou qualquer coisa em que as cargas possam ficar presas. Além disso, a fadiga do piloto, a falta de treinamento de pessoal, a falta de comunicação entre as partes envolvidas (especialmente entre o piloto e o homem de terra) e as condições climáticas marginais aumentam os riscos de sling. Para uma amarração segura e para evitar acidentes, todas as partes devem seguir os procedimentos de amarração segura e estar totalmente alertas e bem informados com as responsabilidades mútuas claramente compreendidas. O peso da carga da eslinga não deve exceder a capacidade de elevação do helicóptero. As cargas devem ser dispostas de modo que fiquem seguras e nada escape da rede de carga. Ao amarrar com uma linha muito longa (por exemplo, selva, locais montanhosos com árvores muito altas), uma pilha de troncos ou pedras grandes deve ser usada para pesar a funda para a viagem de volta, porque nunca se deve voar com fundas vazias ou cordões pendurados do gancho de estilingue. Acidentes fatais ocorreram quando talabartes sem peso atingiram a cauda do helicóptero ou o rotor principal durante o voo.

                Barcos. Os trabalhadores que dependem de barcos para transporte de campo em águas costeiras, lagos de montanha, riachos ou rios podem enfrentar riscos de ventos, neblina, corredeiras, águas rasas e objetos submersos ou semi-submersos. Para evitar acidentes náuticos, os operadores devem conhecer e não exceder as limitações de seu barco, seu motor e suas próprias capacidades náuticas. O barco maior e mais seguro disponível para o trabalho deve ser usado. Todos os trabalhadores devem usar um dispositivo de flutuação pessoal (PFD) de boa qualidade sempre que viajarem e/ou trabalharem em pequenos barcos. Além disso, todos os barcos devem conter todos os equipamentos legalmente exigidos, além de peças de reposição, ferramentas, equipamentos de sobrevivência e primeiros socorros e sempre levar e usar cartas e tábuas de marés atualizadas.

                 

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                Domingo, março 13 2011 15: 35

                Tipos de Mineração de Carvão

                A justificativa para selecionar um método de mineração de carvão depende de fatores como topografia, geometria da camada de carvão, geologia das rochas sobrejacentes e requisitos ou restrições ambientais. Substituindo-os, no entanto, estão os fatores econômicos. Eles incluem: disponibilidade, qualidade e custos da força de trabalho necessária (incluindo a disponibilidade de supervisores e gerentes treinados); adequação das instalações de moradia, alimentação e lazer para os trabalhadores (principalmente quando a mina está localizada distante de uma comunidade local); disponibilidade de equipamentos e maquinários necessários e de trabalhadores treinados para operá-los; disponibilidade e custos de transporte para trabalhadores, suprimentos necessários e para levar o carvão ao usuário ou comprador; disponibilidade e custo do capital necessário para financiar a operação (em moeda local); e o mercado para o tipo específico de carvão a ser extraído (ou seja, o preço pelo qual pode ser vendido). Um fator importante é o taxa de decapagem, ou seja, a quantidade de material de estéril a ser removido proporcionalmente à quantidade de carvão que pode ser extraído; à medida que aumenta, o custo da mineração torna-se menos atraente. Um fator importante, especialmente na mineração de superfície, que, infelizmente, muitas vezes é negligenciado na equação, é o custo de recuperação do terreno e do meio ambiente quando a operação de mineração é encerrada.

                Saúde e Segurança

                Outro fator crítico é o custo de proteger a saúde e a segurança dos mineiros. Infelizmente, particularmente em operações de pequena escala, em vez de serem pesadas para decidir se ou como o carvão deve ser extraído, as medidas de proteção necessárias são muitas vezes ignoradas ou menosprezadas.

                Na verdade, embora sempre haja perigos insuspeitos – eles podem vir dos elementos e não das operações de mineração – qualquer operação de mineração pode ser segura desde que haja um compromisso de todas as partes para uma operação segura.

                Minas de carvão de superfície

                A mineração de carvão de superfície é realizada por uma variedade de métodos, dependendo da topografia, da área em que a mineração está sendo realizada e de fatores ambientais. Todos os métodos envolvem a remoção de material estéril para permitir a extração do carvão. Embora geralmente mais seguras do que a mineração subterrânea, as operações de superfície apresentam alguns perigos específicos que devem ser abordados. Dentre eles, destaca-se o uso de equipamentos pesados ​​que, além de acidentes, podem envolver exposição a fumaça de escapamento, ruídos e contato com combustíveis, lubrificantes e solventes. As condições climáticas, como chuva forte, neve e gelo, pouca visibilidade e calor ou frio excessivos podem agravar esses riscos. Quando a detonação é necessária para quebrar formações rochosas, são necessárias precauções especiais no armazenamento, manuseio e uso de explosivos.

                As operações de superfície requerem o uso de enormes depósitos de lixo para armazenar produtos de estéril. Controles apropriados devem ser implementados para evitar falhas no despejo e proteger os funcionários, o público em geral e o meio ambiente.

                mineração subterrânea

                Há também uma variedade de métodos para mineração subterrânea. O seu denominador comum é a criação de túneis desde a superfície até ao veio de carvão e a utilização de máquinas e/ou explosivos para extrair o carvão. Além da alta frequência de acidentes – a mineração de carvão está no topo da lista de locais de trabalho perigosos onde quer que as estatísticas sejam mantidas – o potencial para um grande incidente envolvendo múltiplas perdas de vidas está sempre presente em operações subterrâneas. Duas causas principais de tais catástrofes são desmoronamentos devido à engenharia defeituosa dos túneis e explosão e incêndio devido ao acúmulo de metano e/ou níveis inflamáveis ​​de poeira de carvão no ar.

                Metano

                O metano é altamente explosivo em concentrações de 5 a 15% e tem sido a causa de inúmeros desastres de mineração. É melhor controlado fornecendo fluxo de ar adequado para diluir o gás a um nível abaixo de sua faixa explosiva e esvaziá-lo rapidamente do funcionamento. Os níveis de metano devem ser continuamente monitorados e regras estabelecidas para encerrar as operações quando sua concentração atingir 1 a 1.5% e evacuar a mina prontamente se atingir níveis de 2 a 2.5%.

                Pó de carvão

                Além de causar doença do pulmão negro (antracose) se inalado por mineiros, o pó de carvão é explosivo quando o pó fino é misturado ao ar e inflamado. O pó de carvão no ar pode ser controlado por sprays de água e ventilação de exaustão. Pode ser coletado filtrando o ar recirculado ou pode ser neutralizado pela adição de pó de pedra em quantidades suficientes para tornar inerte a mistura de pó de carvão/ar.

                 

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                Domingo, março 13 2011 15: 49

                Técnicas de Mineração Subterrânea

                Existem minas subterrâneas em todo o mundo apresentando um caleidoscópio de métodos e equipamentos. Existem aproximadamente 650 minas subterrâneas, cada uma com uma produção anual superior a 150,000 toneladas, que respondem por 90% da produção de minério do mundo ocidental. Além disso, estima-se que existam 6,000 minas menores, cada uma produzindo menos de 150,000 toneladas. Cada mina é única com local de trabalho, instalações e trabalhos subterrâneos ditados pelos tipos de minerais procurados e a localização e formações geológicas, bem como por considerações econômicas como o mercado para o mineral específico e a disponibilidade de fundos para investimento. Algumas minas estão em operação contínua há mais de um século, enquanto outras estão apenas começando.

                As minas são lugares perigosos onde a maioria dos trabalhos envolve trabalho árduo. Os perigos enfrentados pelos trabalhadores variam de catástrofes como desmoronamentos, explosões e incêndios a acidentes, exposição à poeira, ruído, calor e muito mais. Proteger a saúde e a segurança dos trabalhadores é uma consideração importante em operações de mineração conduzidas adequadamente e, na maioria dos países, é exigido por leis e regulamentos.

                A Mina Subterrânea

                A mina subterrânea é uma fábrica localizada no leito rochoso dentro da terra em que os mineiros trabalham para recuperar minerais escondidos na massa rochosa. Eles perfuram, carregam e detonam para acessar e recuperar o minério, ou seja, rocha contendo uma mistura de minerais dos quais pelo menos um pode ser processado em um produto que pode ser vendido com lucro. O minério é levado à superfície para ser refinado em um concentrado de alto teor.

                Trabalhar no interior do maciço rochoso bem abaixo da superfície requer infraestruturas especiais: uma rede de poços, túneis e câmaras que se conectam com a superfície e permitem a movimentação de trabalhadores, máquinas e rocha dentro da mina. O poço é o acesso ao subsolo onde os desvios laterais conectam a estação do poço com os stopes de produção. A rampa interna é uma deriva inclinada que liga níveis subterrâneos em diferentes elevações (ou seja, profundidades). Todas as aberturas subterrâneas precisam de serviços como ventilação de exaustão e ar fresco, energia elétrica, água e ar comprimido, drenos e bombas para coletar água subterrânea infiltrada e um sistema de comunicação.

                Instalações e sistemas de elevação

                O headframe é um edifício alto que identifica a mina na superfície. Ele fica diretamente acima do poço, a principal artéria da mina por onde os mineiros entram e saem de seu local de trabalho e por onde os suprimentos e equipamentos são baixados e o minério e os resíduos são elevados à superfície. As instalações de eixos e guindastes variam dependendo da necessidade de capacidade, profundidade e assim por diante. Cada mina deve ter pelo menos dois poços para fornecer uma rota alternativa de fuga em caso de emergência.

                O içamento e o deslocamento do eixo são regulados por regras rigorosas. O equipamento de içamento (por exemplo, enrolador, freios e corda) é projetado com amplas margens de segurança e é verificado em intervalos regulares. O interior do eixo é inspecionado regularmente por pessoas que ficam em cima da gaiola e os botões de parada em todas as estações acionam o freio de emergência.

                Os portões na frente do poço protegem as aberturas quando a gaiola não está na estação. Quando a gaiola chega e para completamente, um sinal libera o portão para abertura. Depois que os mineiros entram na gaiola e fecham o portão, outro sinal limpa a gaiola para mover para cima ou para baixo no poço. A prática varia: os comandos de sinal podem ser dados por um encarregado de gaiola ou, seguindo as instruções afixadas em cada estação de poço, os mineiros podem sinalizar os destinos de poço para si mesmos. Os mineradores geralmente estão bem cientes dos perigos potenciais na movimentação e içamento do poço e os acidentes são raros.

                Perfuração de diamante

                Uma jazida mineral dentro da rocha deve ser mapeada antes do início da lavra. É preciso saber onde se encontra o corpo de minério e definir sua largura, comprimento e profundidade para se ter uma visão tridimensional da jazida.

                A perfuração com diamante é usada para explorar um maciço rochoso. A perfuração pode ser feita a partir da superfície ou da deriva na mina subterrânea. Uma broca cravejada de pequenos diamantes corta um núcleo cilíndrico que é capturado na sequência de tubos que segue a broca. O núcleo é recuperado e analisado para descobrir o que há na rocha. As amostras do núcleo são inspecionadas e as porções mineralizadas são divididas e analisadas quanto ao teor de metal. Extensos programas de perfuração são necessários para localizar os depósitos minerais; furos são perfurados em intervalos horizontais e verticais para identificar as dimensões do corpo de minério (ver figura 1).

                Figura 1. Padrão de perfuração, Mina Garpenberg, uma mina de chumbo-zinco, Suécia

                MIN040F4

                Desenvolvimento de mina

                O desenvolvimento da mina envolve as escavações necessárias para estabelecer a infra-estrutura necessária para a produção de estilhaços e preparar a futura continuidade das operações. Elementos rotineiros, todos produzidos pela técnica de perfuração-detonação-escavação, incluem derivas horizontais, rampas inclinadas e elevações verticais ou inclinadas.

                Eixo afundando

                O afundamento do poço envolve escavação de rocha avançando para baixo e geralmente é atribuído a empreiteiros, em vez de ser feito pelo pessoal da mina. Requer trabalhadores experientes e equipamentos especiais, como uma estrutura de cabeça de afundamento de eixo, uma talha especial com um balde grande pendurado na corda e um dispositivo de estrume de eixo de agarrar cactos.

                A equipe de afundamento do poço está exposta a uma variedade de perigos. Eles trabalham no fundo de uma escavação profunda e vertical. Pessoas, material e rocha detonada devem compartilhar o balde grande. As pessoas no fundo do poço não têm onde se esconder dos objetos que caem. Claramente, o afundamento do poço não é um trabalho para inexperientes.

                Drifting e ramping

                Uma deriva é um túnel de acesso horizontal usado para transporte de rocha e minério. A escavação à deriva é uma atividade rotineira no desenvolvimento da mina. Em minas mecanizadas, jumbos de perfuração eletro-hidráulica de duas lanças são usados ​​para perfuração de face. Perfis de deriva típicos são 16.0 m2 na seção e a face é perfurada a uma profundidade de 4.0 m. Os orifícios são carregados pneumaticamente com um explosivo, geralmente óleo combustível de nitrato de amônio a granel (ANFO), de um caminhão de carga especial. São usados ​​detonadores não elétricos (Nonel) de retardo curto.

                O estrume é feito com veículos LHD (load-haul-dump) (ver figura 2) com uma capacidade de caçamba de cerca de 3.0 m3. A lama é transportada diretamente para o sistema de passagem de minério e transferida para o caminhão para transportes mais longos. As rampas são passagens que conectam um ou mais níveis em graus que variam de 1:7 a 1:10 (um grau muito íngreme em comparação com as estradas normais) que fornecem tração adequada para equipamentos automotores pesados. As rampas costumam ser conduzidas em espiral ascendente ou descendente, semelhante a uma escada em espiral. A escavação em rampa é uma rotina no cronograma de desenvolvimento da mina e utiliza os mesmos equipamentos da derivação.

                Figura 2. Carregador LHD

                MIN040F6

                Atlas Copco

                Aumentar

                Um aumento é uma abertura vertical ou fortemente inclinada que conecta diferentes níveis na mina. Pode servir como escada de acesso aos stopes, como passagem de minério ou como via aérea no sistema de ventilação da mina. Criar é um trabalho difícil e perigoso, mas necessário. Os métodos de elevação variam de simples perfuração manual e detonação até escavação mecânica de rocha com máquinas de perfuração por elevação (RBMs) (consulte a figura 3).

                Figura 3. Métodos de levantamento

                MIN040F3

                Elevação manual

                A elevação manual é um trabalho difícil, perigoso e fisicamente exigente que desafia a agilidade, força e resistência do mineiro. É um trabalho a ser atribuído apenas a mineiros experientes e em boas condições físicas. Como regra, a seção elevada é dividida em dois compartimentos por uma parede de madeira. Um é mantido aberto para a escada usada para subir até a face, dutos de ar, etc. O outro se enche de rocha da detonação que o minerador usa como plataforma ao perfurar a rodada. A separação de madeira é estendida após cada rodada. O trabalho envolve escalada em escada, extração de madeira, perfuração de rocha e detonação, tudo feito em um espaço apertado e mal ventilado. É tudo feito por um único garimpeiro, pois não há espaço para um ajudante. As minas buscam alternativas aos perigosos e trabalhosos métodos de levantamento manual.

                O alpinista

                O alpinista é um veículo que evita a subida de escada e grande parte da dificuldade do método manual. Este veículo sobe a elevação em um trilho-guia aparafusado à rocha e fornece uma plataforma de trabalho robusta quando o minerador está perfurando a rodada acima. Elevações muito altas podem ser escavadas com o escalador com segurança muito maior em relação ao método manual. A escavação elevada, no entanto, continua sendo um trabalho muito perigoso.

                A máquina de perfuração de aumento

                O RBM é uma máquina poderosa que quebra a rocha mecanicamente (consulte a figura 4). Ele é erguido no topo do aumento planejado e um orifício piloto de cerca de 300 mm de diâmetro é perfurado para romper em um alvo de nível inferior. A broca piloto é substituída por um cabeçote alargador com o diâmetro do aumento pretendido e o RBM é colocado ao contrário, girando e puxando o cabeçote alargador para cima para criar um aumento circular de tamanho normal.

                Figura 4. Elevar a mandriladora

                MIN040F7

                Atlas Copco

                Controle de solo

                O controle de solo é um conceito importante para pessoas que trabalham dentro de um maciço rochoso. É particularmente importante em minas mecanizadas que usam equipamentos com pneus de borracha, onde as aberturas de deriva são de 25.0 m2 na seção, em contraste com as minas com desvios ferroviários, onde geralmente são apenas 10.0 m2. O telhado de 5.0 m é muito alto para um minerador usar uma barra de escala para verificar possíveis quedas de rochas.

                Diferentes medidas são usadas para proteger o telhado em aberturas subterrâneas. Na detonação suave, os furos de contorno são perfurados juntos e carregados com um explosivo de baixa resistência. A explosão produz um contorno suave sem fraturar a rocha externa.

                No entanto, como muitas vezes há rachaduras na massa rochosa que não aparecem na superfície, as quedas de rochas são um perigo sempre presente. O risco é reduzido pelo rock bolting, ou seja, inserção de hastes de aço em furos e fixação dos mesmos. O tirante mantém o maciço rochoso unido, evita a propagação de rachaduras, ajuda a estabilizar o maciço rochoso e torna o ambiente subterrâneo mais seguro.

                Métodos para Mineração Subterrânea

                A escolha do método de mineração é influenciada pela forma e tamanho do depósito de minério, o valor dos minerais contidos, a composição, estabilidade e resistência do maciço rochoso e as demandas de produção e condições de trabalho seguras (que às vezes estão em conflito ). Embora os métodos de mineração tenham evoluído desde a antiguidade, este artigo enfoca aqueles usados ​​em minas semi e totalmente mecanizadas durante o final do século XX. Cada mina é única, mas todas compartilham os objetivos de um local de trabalho seguro e uma operação comercial lucrativa.

                Mineração plana de quarto e pilar

                A mineração de salas e pilares é aplicável à mineralização tabular com mergulho horizontal a moderado em um ângulo não superior a 20° (consulte a figura 5). Os depósitos são muitas vezes de origem sedimentar e a rocha está frequentemente em paredes suspensas e a mineralização é competente (um conceito relativo aqui, pois os mineiros têm a opção de instalar parafusos de rocha para reforçar o telhado onde sua estabilidade é duvidosa). Room-and-pillar é um dos principais métodos de mineração subterrânea de carvão.

                Figura 5. Mineração de salas e pilares de um corpo de minério plano

                MIN040F1

                Room-and-pillar extrai um corpo de minério por perfuração horizontal avançando ao longo de uma frente multifacetada, formando salas vazias atrás da frente de produção. Pilares, seções de rocha, são deixados entre as salas para evitar que o telhado desmorone. O resultado usual é um padrão regular de salas e pilares, seu tamanho relativo representando um compromisso entre manter a estabilidade do maciço rochoso e extrair o máximo possível de minério. Isso envolve uma análise cuidadosa da resistência dos pilares, da capacidade de vão dos estratos do telhado e de outros fatores. Parafusos de rocha são comumente usados ​​para aumentar a resistência da rocha nos pilares. Os stopes extraídos servem como estradas para caminhões que transportam o minério para o silo de armazenamento da mina.

                A face do batente de quarto e pilar é perfurada e detonada como na deriva. A largura e a altura do stope correspondem ao tamanho do drift, que pode ser bastante grande. Grandes jumbos de perfuração produtiva são usados ​​em minas de altura normal; plataformas compactas são usadas onde o minério tem menos de 3.0 m de espessura. O corpo de minério espesso é extraído em etapas, começando do topo, para que o telhado possa ser fixado em uma altura conveniente para os mineradores. A seção abaixo é recuperada em fatias horizontais, perfurando furos planos e explodindo contra o espaço acima. O minério é carregado em caminhões na face. Normalmente, são usados ​​carregadores frontais e caminhões basculantes regulares. Para a mina de baixa altura, estão disponíveis caminhões de mina especiais e veículos LHD.

                Room-and-pillar é um método de mineração eficiente. A segurança depende da altura das salas abertas e dos padrões de controle de solo. Os principais riscos são acidentes causados ​​por queda de rochas e movimentação de equipamentos.

                Mineração inclinada de quarto e pilar

                Sala-e-pilar inclinado aplica-se à mineralização tabular com um ângulo ou mergulho de 15° e 30° em relação à horizontal. Este é um ângulo muito íngreme para veículos com pneus de borracha subirem e muito plano para um fluxo de rochas assistido pela gravidade.

                A abordagem tradicional para o corpo de minério inclinado depende do trabalho manual. Os mineradores fazem furos de desmonte nas rochas com perfuratrizes manuais. O stope é limpo com raspadores de lama.

                O stope inclinado é um local difícil de trabalhar. Os mineiros têm que escalar as íngremes pilhas de rocha detonada carregando com eles suas perfuratrizes, a polia do raspador de arraste e os fios de aço. Além de quedas de pedras e acidentes, há riscos de ruído, poeira, ventilação inadequada e calor.

                Onde os depósitos de minério inclinados são adaptáveis ​​à mecanização, a “mineração por etapas” é usada. Isso se baseia na conversão da lapa de “mergulho difícil” em uma “escada” com degraus em um ângulo conveniente para máquinas sem trilhos. As etapas são produzidas por um padrão de diamante de stopes e vias de transporte no ângulo selecionado ao longo do corpo de minério.

                A extração de minério começa com acionamentos horizontais, ramificando-se de uma deriva combinada de transporte de acesso. O stope inicial é horizontal e segue a parede suspensa. A próxima parada começa um pouco mais abaixo e segue o mesmo percurso. Este procedimento é repetido movendo-se para baixo para criar uma série de etapas para extrair o corpo de minério.

                Seções da mineralização são deixadas para apoiar a parede suspensa. Isso é feito minerando dois ou três batentes adjacentes em todo o comprimento e, em seguida, iniciando o próximo batente um degrau abaixo, deixando um pilar alongado entre eles. Seções deste pilar podem ser posteriormente recuperadas como recortes que são perfurados e detonados a partir da bancada abaixo.

                Equipamentos modernos sem trilhos se adaptam bem à mineração em step-room. A parada pode ser totalmente mecanizada, utilizando equipamento móvel padrão. O minério detonado é recolhido nos stopes pelos veículos LHD e transferido para o caminhão da mina para transporte até o poço/passagem de minério. Se o batente não for alto o suficiente para o carregamento do caminhão, os caminhões podem ser enchidos em baias de carregamento especiais escavadas na unidade de transporte.

                Encolhimento parando

                A parada por contração pode ser chamada de método de mineração “clássico”, tendo sido talvez o método de mineração mais popular durante a maior parte do século passado. Ele foi amplamente substituído por métodos mecanizados, mas ainda é usado em muitas pequenas minas ao redor do mundo. É aplicável a depósitos minerais com limites regulares e mergulho acentuado hospedados em um maciço rochoso competente. Além disso, o minério detonado não deve ser afetado pelo armazenamento nas encostas (por exemplo, minérios sulfetados têm tendência a oxidar e se decompor quando expostos ao ar).

                Sua característica mais proeminente é o uso do fluxo de gravidade para o manuseio do minério: o minério cai diretamente nos vagões ferroviários por meio de chutes, evitando o carregamento manual, tradicionalmente o trabalho mais comum e menos apreciado na mineração. Até o surgimento da escavadeira pneumática na década de 1950, não havia máquina adequada para carregar rocha em minas subterrâneas.

                A parada por retração extrai o minério em fatias horizontais, começando no fundo do stope e avançando para cima. A maior parte da rocha detonada permanece no stope, fornecendo uma plataforma de trabalho para o mineiro perfurar buracos no telhado e servindo para manter as paredes do stope estáveis. Como a detonação aumenta o volume da rocha em cerca de 60%, cerca de 40% do minério é puxado no fundo durante a parada para manter um espaço de trabalho entre o topo da pilha de estrume e o telhado. O minério restante é extraído após a detonação atingir o limite superior do stope.

                A necessidade de trabalhar a partir do topo da pilha de esterco e o acesso por escada elevada impede o uso de equipamentos mecanizados no stope. Somente equipamentos leves o suficiente para o minerador manusear sozinho podem ser usados. O air-leg e rock drill, com um peso combinado de 45 kg, é a ferramenta usual para perfurar o stope de retração. Em pé no topo da pilha de estrume, o minerador pega a broca/alimentação, ancora a perna, prende a perfuratriz/perfuradora de aço contra o telhado e começa a perfurar; não é um trabalho fácil.

                Mineração de corte e preenchimento

                A mineração de corte e preenchimento é adequada para um depósito mineral de mergulho acentuado contido em um maciço rochoso com estabilidade boa a moderada. Ele remove o minério em fatias horizontais a partir de um corte de fundo e avança para cima, permitindo que os limites do stope sejam ajustados para acompanhar a mineralização irregular. Isso permite que seções de alto teor sejam mineradas seletivamente, deixando o minério de baixo teor no local.

                Depois que o stope é limpo, o espaço minado é aterrado para formar uma plataforma de trabalho quando a próxima fatia é lavrada e para adicionar estabilidade às paredes do stope.

                O desenvolvimento para mineração cut-and-fill em um ambiente sem trilhas inclui uma movimentação de transporte na lapa ao longo do corpo de minério no nível principal, rebaixamento do stope fornecido com drenos para o aterro hidráulico, uma rampa em espiral escavada na lapa com desvios de acesso para os stopes e uma elevação do stope até o nível acima para ventilação e transporte de enchimento.

                Parada excessiva é usado com corte e aterro, com rocha seca e areia hidráulica como material de aterro. Overhand significa que o minério é perfurado por baixo, detonando uma fatia de 3.0 m a 4.0 m de espessura. Isso permite que toda a área do stope seja perfurada e o jateamento do stope completo sem interrupções. Os orifícios “superiores” são perfurados com brocas de vagão simples.

                A perfuração e detonação de furos deixa uma superfície rochosa áspera para o telhado; após a retirada, sua altura será de cerca de 7.0 m. Antes que os mineiros possam entrar na área, o telhado deve ser protegido aparando os contornos do telhado com jateamento suave e subseqüente descamação da rocha solta. Isso é feito por mineradores usando perfuratrizes manuais que trabalham na pilha de estrume.

                In parada frontal, equipamentos sem trilhos são usados ​​para produção de minério. Os rejeitos de areia são usados ​​para aterro e distribuídos nas lajes subterrâneas por meio de tubos de plástico. Os stopes são preenchidos quase completamente, criando uma superfície suficientemente dura para ser atravessada por equipamentos com pneus de borracha. A produção de stope é totalmente mecanizada com drifting jumbos e veículos LHD. A face do stope é uma parede vertical de 5.0 m ao longo do stope com uma fenda aberta de 0.5 m abaixo dela. Furos horizontais de cinco metros de comprimento são perfurados na face e o minério é jateado contra o rasgo inferior aberto.

                A tonelagem produzida por uma única detonação depende da área da face e não se compara àquela produzida pela detonação em pronação. No entanto, a produção do equipamento sem trilha é muito superior ao método manual, enquanto o controle do telhado pode ser realizado pelo jumbo de perfuração, que perfura furos de detonação suave junto com a detonação de stope. Equipado com uma caçamba superdimensionada e pneus grandes, o veículo LHD, uma ferramenta versátil para limpeza e transporte, desloca-se facilmente na superfície de aterro. Em um batente de dupla face, o jumbo da broca engata de um lado enquanto o LHD manuseia a pilha de estrume na outra extremidade, proporcionando uso eficiente do equipamento e aumentando o rendimento da produção.

                Parada de subnível remove o minério em stopes abertos. O enchimento dos stopes com aterro consolidado após a lavra permite aos mineiros regressar mais tarde para recuperar os pilares entre os stopes, permitindo uma taxa de recuperação muito elevada da jazida mineral.

                O desenvolvimento para parada de subnível é extenso e complexo. O corpo de minério é dividido em seções com uma altura vertical de cerca de 100 m em que os subníveis são preparados e conectados por meio de uma rampa inclinada. As seções do corpo de minério são ainda divididas lateralmente em stopes e pilares alternados e uma unidade de transporte de correspondência é criada na lapa, na parte inferior, com recortes para carregamento de ponto de extração.

                Quando extraído, o stope do subnível será uma abertura retangular ao longo do corpo de minério. A parte inferior do stope é em forma de V para canalizar o material jateado para os pontos de extração. Os desvios de perfuração para a sonda de furo longo são preparados nos subníveis superiores (consulte a figura 6).

                Figura 6. Parada de subnível usando perfuração de anel e carregamento de corte transversal

                MIN040F2

                A detonação requer espaço para que a rocha se expanda em volume. Isso requer que uma fenda de alguns metros de largura seja preparada antes do início da detonação de furos longos. Isso é feito aumentando um aumento da parte inferior para o topo do stope até um slot completo.

                Depois de abrir o slot, a sonda de furo longo (ver figura 7) começa a perfuração de produção em desvios de subnível seguindo precisamente um plano detalhado projetado por especialistas em detonação que especifica todos os furos de desmonte, a posição do colar, profundidade e direção dos furos. A plataforma de perfuração continua perfurando até que todos os anéis em um nível sejam concluídos. Em seguida, é transferido para o próximo subnível para continuar a perfuração. Enquanto isso, os furos são carregados e um padrão de detonação que cobre uma grande área dentro do stope quebra um grande volume de minério em uma detonação. O minério detonado cai para o fundo do stope para ser recuperado pelos veículos LHD que se acumulam no ponto de extração abaixo do stope. Normalmente, a perfuração de furos longos fica à frente do carregamento e da detonação, fornecendo uma reserva de minério pronto para explodir, resultando em um cronograma de produção eficiente.

                Figura 7. Equipamento de perfuração de furo longo

                MIN040F8

                Atlas Copco

                A parada de subnível é um método de mineração produtivo. A eficiência é aprimorada pela capacidade de usar plataformas produtivas totalmente mecanizadas para a perfuração de furos longos, além do fato de que a plataforma pode ser usada continuamente. Também é relativamente seguro porque fazer a perfuração dentro de desvios de subnível e limpar os pontos de extração elimina a exposição a possíveis quedas de rochas.

                Mineração de recuo de cratera vertical

                Como a parada de subnível e parada de encolhimento, a mineração de recuo vertical de cratera (VCR) é aplicável à mineralização em estratos de mergulho acentuado. No entanto, usa uma técnica de detonação diferente quebrando a rocha com cargas pesadas e concentradas colocadas em buracos (“crateras”) com diâmetro muito grande (cerca de 165 mm) a cerca de 3 m de distância de uma superfície rochosa livre. A detonação abre uma abertura em forma de cone no maciço rochoso ao redor do furo e permite que o material detonado permaneça no desmonte durante a fase de produção, de modo que o enrocamento possa auxiliar no suporte das paredes do desmonte. A necessidade de estabilidade da rocha é menor do que na parada de subnível.

                O desenvolvimento da mineração de VCR é semelhante ao da parada de subnível, exceto por exigir escavações de corte excessivo e inferior. O corte excessivo é necessário no primeiro estágio para acomodar a sonda que perfura os orifícios de detonação de grande diâmetro e para acesso durante o carregamento dos orifícios e a detonação. A escavação rebaixada forneceu a superfície livre necessária para o jateamento VCR. Também pode fornecer acesso para um veículo LHD (operado por controle remoto com o operador permanecendo fora do stope) para recuperar o minério detonado dos pontos de extração abaixo do stope.

                A explosão usual do VCR usa buracos em um padrão de 4.0 × 4.0 m direcionados verticalmente ou fortemente inclinados com cargas cuidadosamente colocadas em distâncias calculadas para liberar a superfície abaixo. As cargas cooperam para quebrar uma fatia horizontal de minério de cerca de 3.0 m de espessura. A rocha explodida cai no stope embaixo. Ao controlar a taxa de remoção, o stope permanece parcialmente preenchido para que o enrocamento ajude a estabilizar as paredes do stope durante a fase de produção. A última explosão quebra o sobrecorte no stope, após o qual o stope é limpo e preparado para o enchimento posterior.

                As minas de VCR geralmente usam um sistema de stopes primários e secundários para o corpo de minério. Stopes primários são extraídos no primeiro estágio, depois preenchidos com aterro cimentado. O stope é deixado para o enchimento consolidar. Os mineradores então retornam e recuperam o minério nos pilares entre os stopes primários, os stopes secundários. Esse sistema, em combinação com o aterro cimentado, resulta em uma recuperação próxima de 100% das reservas de minério.

                espeleologia subnível

                Caving de subnível é aplicável a depósitos minerais com mergulho íngreme a moderado e grande extensão em profundidade. O minério deve fraturar em bloco manejável com detonação. A parede suspensa cederá após a extração do minério e o solo na superfície acima do corpo de minério diminuirá. (Deve ser barricado para impedir que qualquer pessoa entre na área.)

                A espeleologia de subnível é baseada no fluxo de gravidade dentro de uma massa rochosa fragmentada contendo minério e rocha. O maciço rochoso é primeiro fraturado por perfuração e detonação e, em seguida, removido por meio de correntes de deriva sob a caverna do maciço rochoso. Ele se qualifica como um método de mineração seguro porque os mineradores sempre trabalham dentro de aberturas do tamanho de um desvio.

                Cavamento de subnível depende de subníveis com padrões regulares de drifts preparados dentro do corpo de minério em espaçamento vertical bastante próximo (de 10.0 m a 20 m). O layout do desvio é o mesmo em cada subnível (ou seja, acionamentos paralelos ao longo do corpo de minério desde o acionamento de transporte da lapa até a parede suspensa), mas os padrões em cada subnível são ligeiramente deslocados, de modo que os desvios em um nível inferior estão localizados entre o flutua no subnível acima dele. Uma seção transversal mostrará um padrão de diamante com desvios em espaçamento vertical e horizontal regular. Assim, o desenvolvimento para a espeleologia de subnível é extenso. A escavação à deriva, no entanto, é uma tarefa simples que pode ser prontamente mecanizada. Trabalhar em vários cabeçalhos de deriva em vários subníveis favorece a alta utilização do equipamento.

                Quando o desenvolvimento do subnível é concluído, o equipamento de perfuração de furos longos se move para perfurar furos de detonação em um padrão de leque na rocha acima. Quando todos os furos de detonação estiverem prontos, o equipamento de perfuração de furo longo é movido para o subnível abaixo.

                A explosão de buraco longo fratura a massa rochosa acima do subnível, iniciando uma caverna que começa no contato com a parede suspensa e recua em direção à lapa seguindo uma frente reta através do corpo de minério no subnível. Uma seção vertical mostraria uma escada onde cada subnível superior está um passo à frente do subnível abaixo.

                A explosão preenche a frente do subnível com uma mistura de minério e estéril. Quando o veículo LHD chega, a caverna contém 100% de minério. À medida que o carregamento continua, a proporção de estéril aumentará gradualmente até que o operador decida que a diluição do estéril é muito alta e interrompa o carregamento. À medida que o carregador se move para o próximo desvio para continuar a escavação, o detonador entra para preparar o próximo anel de furos para detonação.

                Esvaziar os subníveis é uma aplicação ideal para o veículo com volante à esquerda. Disponível em diversos tamanhos para atender situações particulares, enche a caçamba, percorre cerca de 200 m, esvazia a caçamba na passagem de minério e retorna para outra carga.

                A espeleologia de subnível apresenta um layout esquemático com procedimentos de trabalho repetitivos (deriva de desenvolvimento, perfuração de furos longos, carregamento e detonação, carregamento e transporte) que são realizados de forma independente. Isso permite que os procedimentos se movam continuamente de um subnível para outro, permitindo o uso mais eficiente de equipes de trabalho e equipamentos. Com efeito, a mina é análoga a uma fábrica departamentalizada. A mineração de subnível, no entanto, sendo menos seletiva do que outros métodos, não produz taxas de extração particularmente eficientes. A caverna contém cerca de 20 a 40% de estéril com uma perda de minério que varia de 15 a 25%.

                espeleologia

                Block-caving é um método de larga escala aplicável à mineralização da ordem de 100 milhões de toneladas em todas as direções contidas em maciços rochosos passíveis de espelejamento (ou seja, com tensões internas que, após a remoção dos elementos de suporte no maciço rochoso, auxiliam o fraturamento do bloco minerado). Uma produção anual variando de 10 a 30 milhões de toneladas é o rendimento previsto. Esses requisitos limitam a escavação de blocos a alguns depósitos minerais específicos. Em todo o mundo, existem minas de blocos explorando depósitos contendo cobre, ferro, molibdênio e diamantes.

                Bloquear refere-se ao layout de mineração. A jazida é dividida em grandes seções, blocos, cada um contendo uma tonelagem suficiente para muitos anos de produção. A escavação é induzida pela remoção da força de suporte do maciço rochoso diretamente abaixo do bloco por meio de um rebaixo, uma seção de rocha de 15 m de altura fraturada por perfuração e detonação de furos longos. Tensões criadas por forças tectônicas naturais de magnitude considerável, semelhantes às que causam movimentos continentais, criam fissuras no maciço rochoso, quebrando os blocos, esperançosamente para passar por aberturas de draw-point na mina. A natureza, no entanto, muitas vezes precisa da ajuda de mineradores para lidar com rochas enormes.

                A preparação para a escavação de blocos requer um planejamento de longo prazo e um extenso desenvolvimento inicial envolvendo um complexo sistema de escavações abaixo do bloco. Estes variam de acordo com o site; eles geralmente incluem undercut, drawbells, grizzlies para controle de rochas de tamanho grande e passagens de minério que canalizam o minério para o carregamento do trem.

                Drawbells são aberturas cônicas escavadas sob o rebaixo que coletam minério de uma grande área e o canalizam para o ponto de extração no nível de produção abaixo. Aqui o minério é recuperado em veículos LHD e transferido para passagens de minério. Pedregulhos muito grandes para o balde são explodidos em pontos de extração, enquanto os menores são tratados no grizzly. Grizzlies, conjuntos de barras paralelas para peneirar material grosseiro, são comumente usados ​​em minas de blocos, embora, cada vez mais, os rompedores hidráulicos estejam sendo preferidos.

                Aberturas em uma mina de blocos estão sujeitas a alta pressão de rocha. Derivações e outras aberturas, portanto, são escavadas com a menor seção possível. No entanto, extensivos atirantamentos e revestimento de concreto são necessários para manter as aberturas intactas.

                Aplicado corretamente, o block-caving é um método de mineração em massa produtivo e de baixo custo. No entanto, a receptividade de um maciço rochoso à espeleologia nem sempre é previsível. Além disso, o desenvolvimento abrangente que é necessário resulta em um longo prazo antes que a mina comece a produzir: o atraso nos lucros pode influenciar negativamente nas projeções financeiras usadas para justificar o investimento.

                Mineração Longwall

                A mineração longwall é aplicável a depósitos de forma uniforme, espessura limitada e grande extensão horizontal (por exemplo, um veio de carvão, uma camada de potássio ou o recife, o leito de seixos de quartzo explorados por minas de ouro na África do Sul). É um dos principais métodos de mineração de carvão. Ele recupera o mineral em fatias ao longo de uma linha reta que se repetem para recuperar materiais em uma área maior. O espaço mais próximo ao rosto é mantido aberto enquanto a parede suspensa pode desabar a uma distância segura atrás dos mineiros e seus equipamentos.

                A preparação para lavra longwall envolve a rede de galerias necessárias para acesso à área de lavra e transporte do produto lavrado até o poço. Uma vez que a mineralização está na forma de um lençol que se estende por uma ampla área, os drifts geralmente podem ser organizados em um padrão esquemático de rede. As derivas de transporte são preparadas na própria costura. A distância entre dois desvios de transporte adjacentes determina o comprimento da face longwall.

                Preenchimento

                O reaterro dos stopes da mina evita que a rocha desmorone. Preserva a estabilidade inerente ao maciço rochoso o que promove segurança e permite uma extração mais completa do minério desejado. O preenchimento é tradicionalmente usado com corte e preenchimento, mas também é comum com parada de subnível e mineração de VCR.

                Tradicionalmente, os mineradores despejam o estéril do desenvolvimento em paradas vazias, em vez de transportá-lo para a superfície. Por exemplo, em cut-and-fill, o estéril é distribuído sobre o desmonte vazio por raspadores ou escavadeiras.

                Reaterro Hidráulico usa rejeitos da planta de beneficiamento da mina que são distribuídos no subsolo por meio de furos e tubos de plástico. Os rejeitos são primeiro deslamados, apenas a fração grosseira sendo usada para enchimento. O preenchimento é uma mistura de areia e água, cerca de 65% da qual é matéria sólida. Ao misturar cimento no último vazamento, a superfície do preenchimento endurecerá em um leito liso para equipamentos com pneus de borracha.

                O aterro também é usado com parada de subnível e mineração VCR, com brita introduzida como complemento ao preenchimento de areia. A rocha triturada e peneirada, produzida em uma pedreira próxima, é entregue no subsolo por meio de elevações de aterro especiais, onde é carregada em caminhões e entregue nas escavações onde é despejada em elevações de aterro especiais. Os stopes primários são preenchidos com enrocamento cimentado produzido pela pulverização de uma pasta de cinzas volantes de cimento no enrocamento antes de ser distribuído para os stopes. O enrocamento cimentado endurece em uma massa sólida formando um pilar artificial para a mineração do stope secundário. A pasta de cimento geralmente não é necessária quando os stopes secundários são aterrados, exceto para os últimos vazamentos para estabelecer um fundo de estrume firme.

                Equipamento para Mineração Subterrânea

                A mineração subterrânea está se tornando cada vez mais mecanizada sempre que as circunstâncias permitem. O suporte de direção articulado com tração nas quatro rodas, movido a diesel e com pneus de borracha, é comum a todas as máquinas subterrâneas móveis (consulte a figura 8).

                Figura 8. Equipamento facial de tamanho pequeno

                MIN040F5

                Atlas Copco

                Jumbo de broca de face para perfuração de desenvolvimento

                Este é um burro de carga indispensável em minas que é usado para todos os trabalhos de escavação de rocha. Ele carrega uma ou duas lanças com perfuratrizes hidráulicas. Com um trabalhador no painel de controle, ele completará um padrão de 60 furos de detonação de 4.0 m de profundidade em poucas horas.

                Equipamento de perfuração de produção de furos longos

                Este equipamento (veja a figura 7 perfura furos de detonação em um espalhamento radial ao redor da deriva que cobre uma grande área de rocha e quebra grandes volumes de minério. É usado com parada de subnível, escavação de subnível, escavação de bloco e mineração VCR. Com um poderosa perfuratriz hidráulica e armazenamento de carrossel para hastes de extensão, o operador usa controles remotos para executar a perfuração de rocha de uma posição segura.

                caminhão de carregamento

                O caminhão de carregamento é um complemento necessário para o jumbo à deriva. O transportador monta uma plataforma de serviço hidráulico, um contêiner de explosivo ANFO pressurizado e uma mangueira de carga que permite ao operador preencher os orifícios de explosão por toda a face em um tempo muito curto. Ao mesmo tempo, detonadores Nonel podem ser inseridos para o tempo correto das explosões individuais.

                veículo LHD

                O versátil veículo load-haul-dump (veja a figura 10) é usado para uma variedade de serviços, incluindo produção de minério e manuseio de materiais. Está disponível em vários tamanhos, permitindo que os mineradores selecionem o modelo mais adequado para cada tarefa e cada situação. Ao contrário dos outros veículos a diesel usados ​​em minas, o motor do veículo LHD geralmente funciona continuamente em potência máxima por longos períodos de tempo, gerando grandes volumes de fumaça e fumaça de escapamento. Um sistema de ventilação capaz de diluir e esgotar esses vapores é essencial para o cumprimento dos padrões respiratórios aceitáveis ​​na área de carga.

                transporte subterrâneo

                O minério recuperado em stopes espalhados ao longo de um corpo de minério é transportado para um depósito de minério localizado próximo ao poço de içamento. Níveis especiais de transporte são preparados para transferências laterais mais longas; eles geralmente apresentam instalações ferroviárias com trens para transporte de minério. A ferrovia tem se mostrado um sistema de transporte eficiente transportando volumes maiores por distâncias maiores com locomotivas elétricas que não contaminam a atmosfera subterrânea como caminhões movidos a diesel usados ​​em minas sem trilhos.

                Manuseio de minério

                Em sua rota dos stopes até o poço de içamento, o minério passa por várias estações com uma variedade de técnicas de manuseio de materiais.

                A slusher usa uma caçamba raspadora para puxar o minério do stope para a passagem de minério. É equipado com tambores rotativos, arames e polias, dispostos de forma a produzir uma rota raspadora de ida e volta. O slusher não precisa de preparação do piso do stope e pode extrair minério de uma pilha de estrume áspera.

                A veículo LHD, movido a diesel e rodando sobre pneus de borracha, leva o volume contido em sua caçamba (os tamanhos variam) da pilha de estrume até a passagem de minério.

                A passe de minério é uma abertura vertical ou fortemente inclinada através da qual a rocha flui por gravidade dos níveis superiores para os inferiores. Às vezes, as passagens de minério são organizadas em uma sequência vertical para coletar o minério dos níveis superiores para um ponto de entrega comum no nível de transporte.

                A calha é o portão localizado na parte inferior da passagem de minério. As passagens de minério normalmente terminam em rocha perto do desvio de transporte, de modo que, quando o chute é aberto, o minério pode fluir para encher os vagões na pista abaixo dele.

                Perto do poço, os trens de minério passam por um estação de despejo onde a carga pode cair em um caixa de armazenamento, Uma grisalho na estação de despejo impede que pedras grandes caiam na lixeira. Esses pedregulhos são divididos por detonação ou martelos hidráulicos; uma triturador grosso pode ser instalado abaixo do grizzly para maior controle de tamanho. Sob o compartimento de armazenamento há um medir bolso que verifica automaticamente se o volume e o peso da carga não excedem as capacidades do balde e da talha. quando um vazio pular, um contêiner para deslocamento vertical, chega ao posto de gasolina, uma calha se abre no fundo do bolso de medida enchendo o balde com uma carga adequada. Depois de guincho levanta o balde carregado para o headframe na superfície, uma calha se abre para descarregar a carga no compartimento de armazenamento de superfície. A elevação da caçamba pode ser operada automaticamente usando um circuito fechado de televisão para monitorar o processo.

                 

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                Domingo, março 13 2011 15: 57

                Mineração subterrânea de carvão

                A produção de carvão subterrâneo começou com túneis de acesso, ou aditamentos, sendo extraídos em veios de seus afloramentos superficiais. No entanto, problemas causados ​​por meios de transporte inadequados para trazer o carvão à superfície e pelo risco crescente de inflamar bolsões de metano de velas e outras luzes de chama aberta limitaram a profundidade em que as primeiras minas subterrâneas poderiam ser exploradas.

                A crescente demanda por carvão durante a Revolução Industrial incentivou o afundamento de poços para acessar reservas de carvão mais profundas e, em meados do século XX, de longe, a maior proporção da produção mundial de carvão veio de operações subterrâneas. Durante as décadas de 1970 e 1980, houve um desenvolvimento generalizado de novas minas de carvão de superfície, particularmente em países como Estados Unidos, África do Sul, Austrália e Índia. Na década de 1990, no entanto, o interesse renovado na mineração subterrânea resultou no desenvolvimento de novas minas (em Queensland, Austrália, por exemplo) a partir dos pontos mais profundos das antigas minas de superfície. Em meados da década de 1990, a mineração subterrânea representava talvez 45% de todo o carvão extraído em todo o mundo. A proporção real variou muito, variando de menos de 30% na Austrália e na Índia a cerca de 95% na China. Por razões econômicas, o linhito e o carvão marrom raramente são extraídos no subsolo.

                Uma mina subterrânea de carvão consiste essencialmente em três componentes: uma área de produção; transporte de carvão ao pé de um poço ou declínio; e içar ou transportar o carvão para a superfície. A produção também inclui os trabalhos preparatórios necessários para permitir o acesso às futuras áreas de produção de uma mina e, conseqüentemente, representa o maior nível de risco pessoal.

                Desenvolvimento de mina

                O meio mais simples de acessar um veio de carvão é segui-lo a partir de seu afloramento superficial, uma técnica ainda amplamente praticada em áreas onde a topografia sobrejacente é íngreme e os veios são relativamente planos. Um exemplo é o campo carbonífero dos Apalaches, no sul da Virgínia Ocidental, nos Estados Unidos. O método de mineração real usado na jazida é irrelevante neste ponto; o fator importante é que o acesso pode ser obtido de forma barata e com esforço mínimo de construção. Adits também são comumente usados ​​em áreas de mineração de carvão de baixa tecnologia, onde o carvão produzido durante a mineração do adit pode ser usado para compensar seus custos de desenvolvimento.

                Outros meios de acesso incluem declives (ou rampas) e poços verticais. A escolha geralmente depende da profundidade do veio de carvão a ser trabalhado: quanto mais profundo o veio, mais caro é desenvolver uma rampa graduada ao longo da qual possam operar veículos ou transportadores de correia.

                O afundamento do poço, no qual um poço é extraído verticalmente para baixo da superfície, é caro e demorado e requer um tempo de espera mais longo entre o início da construção e o primeiro carvão sendo extraído. Nos casos em que os veios são profundos, como na maioria dos países europeus e na China, os poços geralmente precisam ser afundados em rochas com água que cobrem os veios de carvão. Nesse caso, técnicas especializadas, como congelamento do solo ou rejunte, devem ser usadas para evitar que a água escorra para o poço, que é então revestido com anéis de aço ou concreto moldado para fornecer uma vedação de longo prazo.

                Declínios são normalmente usados ​​para acessar camadas que são muito profundas para mineração a céu aberto, mas que ainda estão relativamente próximas à superfície. No campo de carvão de Mpumalanga (transvaal oriental) na África do Sul, por exemplo, as jazidas lavráveis ​​ficam a uma profundidade de não mais de 150 m; em algumas áreas, eles são extraídos a céu aberto e, em outras, a mineração subterrânea é necessária, caso em que os declives são frequentemente usados ​​para fornecer acesso a equipamentos de mineração e para instalar os transportadores de correia usados ​​para transportar o carvão cortado para fora da mina.

                Os declives diferem dos declives porque geralmente são escavados em rocha, não em carvão (a menos que a costura desça a uma taxa constante) e são extraídos em um gradiente constante para otimizar o acesso de veículos e transportadores. Uma inovação desde a década de 1970 tem sido o uso de transportadores de correia operando em declives para transportar a produção de minas profundas, um sistema que tem vantagens sobre o içamento de eixo tradicional em termos de capacidade e confiabilidade.

                Métodos de Mineração

                A mineração subterrânea de carvão abrange dois métodos principais, dos quais muitas variações evoluíram para abordar as condições de mineração em operações individuais. A extração de salas e pilares envolve túneis de mineração (ou estradas) em uma grade regular, muitas vezes deixando pilares substanciais para suporte de longo prazo do telhado. A mineração Longwall alcança a extração total de grandes partes de uma camada de carvão, fazendo com que as rochas do telhado desmoronem na área minerada.

                Mineração de quartos e pilares

                A mineração de salas e pilares é o mais antigo sistema de mineração subterrânea de carvão e o primeiro a usar o conceito de suporte de telhado regular para proteger os trabalhadores da mina. O nome mineração de quarto e pilar deriva dos pilares de carvão que são deixados para trás em uma grade regular para fornecer no local apoio ao telhado. Foi desenvolvido em um método mecanizado de alta produção que, em alguns países, é responsável por uma proporção substancial da produção subterrânea total. Por exemplo, 60% da produção de carvão subterrâneo nos Estados Unidos vem de minas de salas e pilares. Em termos de escala, algumas minas na África do Sul têm capacidades instaladas superiores a 10 milhões de toneladas por ano de operações de seção de produção múltipla em veios de até 6 m de espessura. Por outro lado, muitas minas de quartos e pilares nos Estados Unidos são pequenas, operando em camadas com espessuras de até 1 m, com a capacidade de parar e reiniciar a produção rapidamente conforme as condições do mercado.

                A mineração de salas e pilares é normalmente usada em camadas mais rasas, onde a pressão aplicada pelas rochas sobrepostas nos pilares de suporte não é excessiva. O sistema tem duas vantagens principais sobre a mineração longwall: sua flexibilidade e segurança inerente. Sua principal desvantagem é que a recuperação do recurso de carvão é apenas parcial, a quantidade precisa dependendo de fatores como a profundidade da costura abaixo da superfície e sua espessura. Recuperações de até 60% são possíveis. Noventa por cento de recuperação é possível se os pilares forem extraídos como uma segunda fase do processo de extração.

                O sistema também é capaz de vários níveis de sofisticação técnica, variando de técnicas de mão-de-obra intensiva (como “mineração de cestos” em que a maioria das etapas da mineração, incluindo o transporte de carvão, são manuais), até técnicas altamente mecanizadas. O carvão pode ser escavado da face do túnel usando explosivos ou máquinas de mineração contínua. Veículos ou esteiras transportadoras móveis fornecem transporte mecanizado de carvão. Parafusos e cintas de metal ou madeira são usados ​​para suportar o telhado da estrada e as interseções entre as estradas onde o vão aberto é maior.

                Um minerador contínuo, que incorpora um cabeçote de corte e um sistema de carregamento de carvão montado em esteiras, normalmente pesa de 50 a 100 toneladas, dependendo da altura operacional em que foi projetado para trabalhar, da potência instalada e da largura de corte necessária. Alguns são equipados com máquinas de instalação de rockbolt a bordo que fornecem suporte de telhado simultaneamente com o corte de carvão; em outros casos, mineradores contínuos separados e máquinas roofbolter são usadas sequencialmente.

                Os transportadores de carvão podem ser alimentados com energia elétrica a partir de um cabo umbilical ou podem ser alimentados por bateria ou motor a diesel. Este último oferece maior flexibilidade. O carvão é carregado da parte traseira do minerador contínuo para o veículo, que carrega uma carga útil, geralmente entre 5 e 20 toneladas, a uma curta distância até um funil de alimentação para o sistema transportador de correia principal. Um triturador pode ser incluído no alimentador da tremonha para quebrar carvão ou rocha de tamanho grande que possa bloquear os chutes ou danificar as correias transportadoras ao longo do sistema de transporte.

                Uma alternativa ao transporte veicular é o sistema de transporte contínuo, um transportador seccional flexível montado sobre esteiras que transporta o carvão cortado diretamente do minerador contínuo para a moega. Estes oferecem vantagens em termos de segurança do pessoal e capacidade produtiva, e seu uso está sendo estendido para sistemas de desenvolvimento de gateroad longwall pelas mesmas razões.

                As estradas são minadas com larguras de 6.0 m, normalmente a altura total da costura. Os tamanhos dos pilares dependem da profundidade abaixo da superfície; Pilares quadrados de 15.0 m em centros de 21.0 m seriam representativos do projeto de pilares para uma mina rasa e de baixa profundidade.

                Mineração Longwall

                A mineração de Longwall é amplamente vista como um desenvolvimento do século XX; no entanto, acredita-se que o conceito tenha sido desenvolvido mais de 200 anos antes. O principal avanço é que as operações anteriores eram principalmente manuais, enquanto, desde a década de 1950, o nível de mecanização aumentou a ponto de uma face longwall ser agora uma unidade de alta produtividade que pode ser operada por uma equipe muito pequena de trabalhadores.

                O longwalling tem uma vantagem primordial em comparação com a mineração de quarto e pilar: ele pode obter a extração total do painel em uma passagem e recuperar uma proporção geral mais alta do recurso total de carvão. No entanto, o método é relativamente inflexível e exige um grande recurso lavrável e vendas garantidas para ser viável, devido aos altos custos de capital envolvidos no desenvolvimento e equipamento de uma face longwall moderna (mais de US$ 20 milhões em alguns casos).

                Enquanto no passado minas individuais muitas vezes operavam simultaneamente várias faces longwall (em países como a Polônia, mais de dez por mina em vários casos), a tendência atual é de consolidação da capacidade de mineração em menos unidades pesadas. As vantagens disso são requisitos de mão de obra reduzidos e a necessidade de desenvolvimento e manutenção de infraestrutura subterrânea menos extensa.

                Na mineração longwall, o telhado é deliberadamente desmoronado à medida que a costura é extraída; apenas as principais vias de acesso subterrâneas são protegidas por pilares de sustentação. O controle do telhado é fornecido em uma face longwall por suportes hidráulicos de duas ou quatro pernas que recebem a carga imediata do telhado sobrejacente, permitindo sua distribuição parcial para a face não minada e os pilares de cada lado do painel e protegem o equipamento da face e pessoal do telhado desabado atrás da linha de suportes. O carvão é cortado por um cortador elétrico, geralmente equipado com dois tambores de corte de carvão, que extrai uma faixa de carvão de até 1.1 m de espessura da face a cada passagem. O tosquiador corre e carrega o carvão cortado em um transportador blindado que serpenteia para a frente após cada corte pelo movimento sequencial dos suportes faciais.

                Na extremidade frontal, o carvão cortado é transferido para uma correia transportadora para transporte até a superfície. Em uma face de avanço, a correia deve ser estendida regularmente à medida que a distância do ponto de partida da face aumenta, enquanto que na parede longitudinal recuada, o oposto se aplica.

                Nos últimos 40 anos, houve aumentos substanciais tanto no comprimento da face longwall minerada quanto no comprimento do painel longwall individual (o bloco de carvão através do qual a face progride). A título de ilustração, nos Estados Unidos, o comprimento médio da face longwall aumentou de 150 m em 1980 para 227 m em 1993. Na Alemanha, a média da década de 1990 foi de 270 me estão sendo planejados comprimentos de face superiores a 300 m. Tanto no Reino Unido quanto na Polônia, as faces são minadas com até 300 m de comprimento. Os comprimentos dos painéis são amplamente determinados pelas condições geológicas, como falhas ou pelos limites das minas, mas agora são consistentemente superiores a 2.5 km em boas condições. A possibilidade de painéis de até 6.7 quilômetros está sendo discutida nos Estados Unidos.

                A mineração de recuo está se tornando o padrão da indústria, embora envolva gastos de capital iniciais mais altos no desenvolvimento de estradas até a extensão máxima de cada painel antes que o longwall possa começar. Sempre que possível, as estradas são agora exploradas na costura, usando mineradores contínuos, com suporte de rockbolt substituindo os arcos de aço e treliças que eram usados ​​anteriormente para fornecer suporte positivo às rochas sobrejacentes, em vez de reação passiva aos movimentos das rochas. Sua aplicabilidade é limitada, no entanto, para rochas de telhado competentes.

                Precauções de segurança

                As estatísticas da OIT (1994) indicam uma ampla variação geográfica na taxa de fatalidades na mineração de carvão, embora esses dados devam levar em conta o nível de sofisticação da mineração e o número de trabalhadores empregados país a país. As condições melhoraram em muitos países industrializados.

                Os principais incidentes de mineração são agora relativamente raros, pois os padrões de engenharia melhoraram e a resistência ao fogo foi incorporada a materiais como correias transportadoras e fluidos hidráulicos usados ​​no subsolo. No entanto, o potencial para incidentes capazes de causar danos pessoais ou estruturais permanece. Explosões de gás metano e poeira de carvão ainda ocorrem, apesar das práticas de ventilação amplamente aprimoradas, e as quedas de telhados são responsáveis ​​pela maioria dos acidentes graves em todo o mundo. Incêndios, seja em equipamentos ou ocorridos como resultado de combustão espontânea, representam um perigo particular.

                Considerando os dois extremos, mineração intensiva em mão-de-obra e altamente mecanizada, também existem grandes diferenças nas taxas de acidentes e nos tipos de incidentes envolvidos. Os trabalhadores empregados em uma mina manual de pequena escala têm maior probabilidade de sofrer ferimentos devido a quedas de rocha ou carvão do teto ou das paredes laterais da estrada. Eles também correm maior risco de exposição a poeira e gases inflamáveis ​​se os sistemas de ventilação forem inadequados.

                Tanto a mineração de pilares quanto o desenvolvimento de estradas para fornecer acesso a painéis longwall requerem suporte para o telhado e rochas laterais. O tipo e a densidade do suporte variam de acordo com a espessura do veio, competência das rochas sobrejacentes e profundidade do veio, entre outros fatores. O local mais perigoso em qualquer mina é sob um teto sem suporte, e a maioria dos países impõe restrições legislativas estritas sobre o comprimento da estrada que pode ser desenvolvido antes da instalação do suporte. A recuperação de pilares em operações de salas e pilares apresenta riscos específicos por meio do potencial de colapso repentino do telhado e deve ser programada com cuidado para evitar o aumento do risco para os trabalhadores.

                Faces longwall modernas de alta produtividade requerem uma equipe de seis a oito operadores, de modo que o número de pessoas expostas a riscos potenciais é consideravelmente reduzido. A poeira gerada pelo tosquiador longwall é uma grande preocupação. O corte de carvão é, portanto, às vezes restrito a uma direção ao longo da face para aproveitar o fluxo de ventilação para afastar a poeira dos operadores do tosquiador. O calor gerado por máquinas elétricas cada vez mais potentes nos limites da face também tem efeitos potencialmente deletérios sobre os trabalhadores faciais, especialmente à medida que as minas se tornam mais profundas.

                A velocidade com que os tosquiadores trabalham ao longo da face também está aumentando. Taxas de corte de até 45 m/minuto estão sendo consideradas ativamente no final dos anos 1990. A capacidade dos trabalhadores de acompanhar fisicamente o cortador de carvão movendo-se repetidamente em uma face de 300 m de comprimento para um turno de trabalho completo é duvidosa, e aumentar a velocidade do cortador é, portanto, um grande incentivo para a introdução mais ampla de sistemas de automação para os quais os mineradores agiriam. como monitores e não como operadores práticos.

                A recuperação de equipamentos faciais e sua transferência para um novo local de trabalho oferece riscos únicos para os trabalhadores. Métodos inovadores foram desenvolvidos para proteger o telhado longwall e face de carvão, a fim de minimizar o risco de queda de rochas durante a operação de transferência. No entanto, os itens individuais do maquinário são extremamente pesados ​​(mais de 20 toneladas para um grande suporte facial e consideravelmente mais para um tosquiador) e, apesar do uso de transportadores personalizados, ainda existe o risco de esmagamento pessoal ou lesões por levantamento durante o salvamento longwall .

                 

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                Domingo, março 13 2011 16: 03

                Métodos de mineração de superfície

                Desenvolvimento de mina

                Planejamento e layout do poço

                O objetivo econômico geral na mineração de superfície é remover a menor quantidade de material e, ao mesmo tempo, obter o maior retorno sobre o investimento, processando o produto mineral mais comercializável. Quanto maior o teor do depósito mineral, maior o valor. Para minimizar o investimento de capital ao acessar o material de maior valor dentro de um depósito mineral, é desenvolvido um plano de mina que detalha com precisão a maneira pela qual o corpo de minério será extraído e processado. Como muitos depósitos de minério não têm uma forma uniforme, o plano da mina é precedido por extensas perfurações exploratórias para perfilar a geologia e a posição do corpo de minério. O tamanho do depósito mineral determina o tamanho e o layout da mina. O layout de uma mina de superfície é ditado pela mineralogia e geologia da área. A forma da maioria das minas a céu aberto se aproxima de um cone, mas sempre reflete a forma do depósito mineral que está sendo desenvolvido. As minas a céu aberto são construídas a partir de uma série de saliências ou bancos concêntricos que são cortados ao meio pelo acesso à mina e estradas de transporte que descem da borda do poço até o fundo em uma orientação em espiral ou em zigue-zague. Independentemente do tamanho, o plano da mina inclui provisões para o desenvolvimento da mina, infraestrutura (por exemplo, armazenamento, escritórios e manutenção), transporte, equipamentos, índices e taxas de mineração. As taxas e proporções de mineração influenciam a vida útil da mina, que é definida pelo esgotamento do corpo de minério ou pela realização de um limite econômico.

                As minas contemporâneas a céu aberto variam em escala, desde pequenas empresas privadas que processam algumas centenas de toneladas de minério por dia até complexos industriais expandidos operados por governos e corporações multinacionais que extraem mais de um milhão de toneladas de material por dia. As maiores operações podem envolver muitos quilômetros quadrados de área.

                Sobrecarga de remoção

                O estéril é um estéril que consiste em material consolidado e não consolidado que deve ser removido para expor o corpo de minério subjacente. É desejável remover o mínimo possível de estéril para acessar o minério de interesse, mas um volume maior de estéril é escavado quando o depósito mineral é profundo. A maioria das técnicas de remoção é cíclica com interrupção nas fases de extração (perfuração, detonação e carregamento) e remoção (transporte). Isso é particularmente verdadeiro para o estéril de rocha dura, que deve ser perfurado e detonado primeiro. Uma exceção a esse efeito cíclico são as dragas usadas na mineração hidráulica de superfície e alguns tipos de mineração de material solto com escavadeiras de roda de caçamba. A fração de estéril para minério escavado é definida como a taxa de decapagem. Taxas de decapagem de 2:1 até 4:1 não são incomuns em grandes operações de mineração. Proporções acima de 6:1 tendem a ser menos viáveis ​​economicamente, dependendo da commodity. Uma vez removido, o estéril pode ser usado para construção de estradas e rejeitos ou pode ter valor comercial não mineiro como terra de aterro.

                Seleção de equipamentos de mineração

                A seleção do equipamento de mineração é uma função do plano da mina. Alguns dos fatores considerados na seleção do equipamento de mineração incluem a topografia da cava e área circundante, a quantidade de minério a ser lavrado, a velocidade e a distância que o minério deve ser transportado para processamento e a vida útil estimada da mina, entre outros. Em geral, a maioria das operações contemporâneas de mineração de superfície dependem de plataformas de perfuração móveis, pás hidráulicas, carregadores frontais, raspadores e caminhões de transporte para extrair o minério e iniciar o processamento do minério. Quanto maior a operação da mina, maior a capacidade dos equipamentos necessários para manter o plano da mina.

                O equipamento é geralmente o maior disponível para combinar a economia de escala das minas de superfície com consideração para combinar as capacidades do equipamento. Por exemplo, uma pequena carregadeira frontal pode encher um grande caminhão de transporte, mas a correspondência não é eficiente. Da mesma forma, uma escavadeira grande pode carregar caminhões menores, mas exige que os caminhões diminuam seus tempos de ciclo e não otimiza a utilização da escavadeira, pois uma caçamba de escavadeira pode conter minério suficiente para mais de um caminhão. A segurança pode ser comprometida ao tentar carregar apenas metade de uma caçamba ou se um caminhão estiver sobrecarregado. Além disso, a escala do equipamento selecionado deve corresponder às instalações de manutenção disponíveis. Equipamentos de grande porte são frequentemente mantidos onde apresentam mau funcionamento devido às dificuldades logísticas associadas ao transporte para instalações de manutenção estabelecidas. Quando possível, as instalações de manutenção da mina são projetadas para acomodar a escala e a quantidade do equipamento da mina. Portanto, à medida que novos equipamentos maiores são introduzidos no plano da mina, a infraestrutura de suporte, incluindo o tamanho e a qualidade das estradas de transporte, ferramentas e instalações de manutenção, também deve ser abordada.

                Métodos Convencionais de Mineração de Superfície

                Mineração a céu aberto e mineração a céu aberto são as duas principais categorias de mineração de superfície que respondem por mais de 90% da produção mundial de mineração de superfície. As principais diferenças entre esses métodos de mineração são a localização do corpo de minério e o modo de extração mecânica. Para mineração de rocha solta, o processo é essencialmente contínuo com as etapas de extração e transporte em série. A mineração de rocha sólida requer um processo descontínuo de perfuração e detonação antes das etapas de carregamento e transporte. Mineração a céu aberto (ou mineração a céu aberto) estão relacionadas à extração de corpos de minério que estão próximos à superfície e são relativamente planos ou tabulares por natureza e veios minerais. Ele usa uma variedade de diferentes tipos de equipamentos, incluindo pás, caminhões, linhas de arrasto, escavadeiras de roda de caçamba e raspadores. A maioria das minas a céu aberto processa depósitos de rocha não dura. O carvão é a mercadoria mais comum extraída de jazidas superficiais. Em contraste, Mineração a ceu aberto é empregado para remover minério de rocha dura que está disseminado e/ou localizado em veios profundos e normalmente é limitado à extração por escavadeira e equipamento de caminhão. Muitos metais são extraídos pela técnica a céu aberto: ouro, prata e cobre, para citar alguns.

                Pedreiras é um termo usado para descrever uma técnica especializada de mineração a céu aberto em que rocha sólida com alto grau de consolidação e densidade é extraída de depósitos localizados. Os materiais extraídos são triturados e quebrados para produzir agregados ou pedras de construção, como dolomita e calcário, ou combinados com outros produtos químicos para produzir cimento e cal. Os materiais de construção são produzidos a partir de pedreiras localizadas próximas ao local de uso do material para reduzir os custos de transporte. Pedras ornamentais como laje, granito, calcário, mármore, arenito e ardósia representam uma segunda classe de materiais extraídos. As pedreiras de rochas ornamentais são encontradas em áreas com as características minerais desejadas, que podem ou não ser geograficamente remotas e requerem transporte para os mercados usuários.

                Muitos corpos de minério são muito difusos e irregulares, ou muito pequenos ou profundos para serem extraídos por métodos de mineração a céu aberto e devem ser extraídos pela abordagem mais cirúrgica da mineração subterrânea. Para determinar quando a mineração a céu aberto é aplicável, vários fatores devem ser considerados, incluindo o terreno e a elevação do local e da região, seu afastamento, clima, infraestrutura como estradas, abastecimento de energia e água, requisitos regulatórios e ambientais, declive estabilidade, disposição de estéril e transporte de produtos, entre outros.

                Terreno e elevação: A topografia e a elevação também desempenham um papel importante na definição da viabilidade e do escopo de um projeto de mineração. Em geral, quanto maior a elevação e mais acidentado o terreno, mais difícil será o desenvolvimento e a produção da mina. Um mineral de maior teor em um local montanhoso inacessível pode ser extraído com menos eficiência do que um minério de menor teor em um local plano. As minas localizadas em altitudes mais baixas geralmente experimentam menos problemas relacionados ao clima inclemente para exploração, desenvolvimento e produção de minas. Como tal, a topografia e a localização afetam o método de mineração, bem como a viabilidade econômica.

                A decisão de desenvolver uma mina ocorre após a exploração caracterizar o depósito de minério e os estudos de viabilidade definirem as opções de extração e processamento mineral. As informações necessárias para estabelecer um plano de desenvolvimento podem incluir a forma, tamanho e teor de minerais no corpo de minério, o volume total ou tonelagem de material, incluindo estéril e outros fatores, como hidrologia e acesso a uma fonte de água de processo, disponibilidade e fonte de energia, locais de armazenamento de estéril, requisitos de transporte e recursos de infraestrutura, incluindo a localização de centros populacionais para apoiar a força de trabalho ou a necessidade de desenvolver uma cidade.

                Os requisitos de transporte podem incluir estradas, rodovias, oleodutos, aeroportos, ferrovias, hidrovias e portos. Para minas de superfície, geralmente são necessárias grandes áreas de terra que podem não ter infraestrutura existente. Em tais casos, estradas, serviços públicos e arranjos de vida devem ser estabelecidos primeiro. A cava seria desenvolvida em conexão com outros elementos de processamento, como áreas de armazenamento de estéril, britadores, concentradores, smelters e refinarias, dependendo do grau de integração necessário. Devido à grande quantidade de capital necessária para financiar essas operações, o desenvolvimento pode ser conduzido em fases para aproveitar o minério vendável ou arrendável o mais cedo possível para ajudar a financiar o restante do desenvolvimento.

                Produção e Equipamentos

                Perfuração e detonação

                Perfuração mecânica e detonação são os primeiros passos na extração de minério das minas a céu aberto mais desenvolvidas e são o método mais comum usado para remover o estéril de rocha dura. Embora existam muitos dispositivos mecânicos capazes de soltar rochas duras, os explosivos são o método preferido, pois nenhum dispositivo mecânico pode atualmente igualar a capacidade de fraturamento da energia contida em cargas explosivas. Um explosivo de rocha dura comumente usado é o nitrato de amônio. O equipamento de perfuração é selecionado com base na natureza do minério e na velocidade e profundidade dos furos necessários para fraturar uma tonelagem específica de minério por dia. Por exemplo, na lavra de uma bancada de minério de 15 m, 60 ou mais furos geralmente serão perfurados 15 m atrás da face de lama atual, dependendo do comprimento da bancada a ser lavrada. Isso deve ocorrer com tempo de espera suficiente para permitir a preparação do local para as atividades subsequentes de carregamento e transporte.

                Carregando

                A mineração de superfície agora é normalmente conduzida utilizando pás de mesa, carregadeiras frontais ou pás hidráulicas. Na mineração a céu aberto, o equipamento de carregamento é combinado com caminhões de transporte que podem ser carregados em três a cinco ciclos ou passagens da escavadeira; no entanto, vários fatores determinam a preferência do equipamento de carregamento. Com rocha afiada e/ou escavação difícil e/ou climas úmidos, as escavadeiras de esteira são preferíveis. Por outro lado, as carregadeiras com pneus têm custo de capital muito menor e são preferidas para carregar material de baixo volume e fácil de escavar. Além disso, as carregadeiras são muito móveis e adequadas para cenários de mineração que exigem movimentos rápidos de uma área para outra ou para requisitos de mistura de minério. Os carregadores também são frequentemente usados ​​para carregar, transportar e despejar material em trituradores de pilhas de estoque de mistura depositadas perto de trituradores por caminhões de transporte.

                As pás hidráulicas e as pás de cabo têm vantagens e limitações semelhantes. As escavadeiras hidráulicas não são preferidas para escavar rocha dura e as escavadeiras de cabo geralmente estão disponíveis em tamanhos maiores. Portanto, grandes escavadeiras a cabo com cargas úteis de cerca de 50 metros cúbicos e maiores são os equipamentos preferidos nas minas onde a produção excede 200,000 toneladas por dia. As escavadeiras hidráulicas são mais versáteis na face da mina e permitem maior controle do operador para carregar seletivamente a partir da metade inferior ou superior da face da mina. Esta vantagem é útil onde a separação de estéril do minério pode ser alcançada na zona de carregamento, maximizando assim o teor de minério que é transportado e processado.

                Transporte

                O transporte em minas a céu aberto e a céu aberto é mais comumente realizado por caminhões de transporte. A função dos caminhões de transporte em muitas minas de superfície é restrita ao ciclo entre a zona de carregamento e o ponto de transferência, como uma estação de britagem na mina ou sistema de transporte. Caminhões de transporte são favorecidos com base em sua flexibilidade de operação em relação às ferrovias, que eram o método de transporte preferido até a década de 1960. No entanto, o custo de transporte de materiais em poços metálicos e não metálicos de superfície é geralmente superior a 50% do custo operacional total da mina. A britagem na cava e o transporte por meio de sistemas de correia transportadora têm sido um fator primordial na redução dos custos de transporte. Os desenvolvimentos técnicos em caminhões de transporte, como motores a diesel e acionamentos elétricos, levaram a veículos de capacidade muito maior. Vários fabricantes produzem atualmente caminhões com capacidade de 240 toneladas, com expectativa de caminhões com capacidade superior a 310 toneladas no futuro próximo. Além disso, o uso de sistemas de despacho computadorizados e tecnologia global de posicionamento por satélite permite que os veículos sejam rastreados e programados com maior eficiência e produtividade.

                Os sistemas rodoviários de transporte podem usar tráfego de direção única ou dupla. O tráfego pode ser configuração de faixa esquerda ou direita. Freqüentemente, o tráfego na faixa da esquerda é preferido para melhorar a visibilidade do operador sobre a posição dos pneus em caminhões muito grandes. A segurança também é aprimorada com o tráfego pela esquerda, reduzindo o potencial de colisão do lado do motorista no centro de uma estrada. Os gradientes da estrada de transporte são normalmente limitados entre 8 e 15% para transportes sustentados e, idealmente, são cerca de 7 a 8%. A segurança e a drenagem da água exigem que os gradientes longos incluam seções de pelo menos 45 m com um gradiente máximo de 2% para cada 460 m de gradiente severo. As bermas da estrada (bordas de terra elevadas) localizadas entre estradas e escavações adjacentes são recursos de segurança padrão em minas de superfície. Eles também podem ser colocados no meio da estrada para separar o tráfego oposto. Onde existem estradas de retorno em zigue-zague, faixas de escape de elevação crescente podem ser instaladas no final de longos declives íngremes. Barreiras de borda de estrada, como bermas, são padrão e devem estar localizadas entre todas as estradas e escavações adjacentes. Estradas de alta qualidade aumentam a produtividade máxima ao maximizar as velocidades seguras dos caminhões, reduzir o tempo de inatividade para manutenção e reduzir a fadiga do motorista. A manutenção de estradas de caminhões de transporte contribui para a redução dos custos operacionais por meio da redução do consumo de combustível, maior vida útil dos pneus e redução dos custos de reparo.

                O transporte ferroviário, nas melhores condições, é superior a outros métodos de transporte de minério por longas distâncias fora da mina. No entanto, na prática, o transporte ferroviário não é mais amplamente utilizado na mineração a céu aberto desde o advento dos caminhões elétricos e movidos a diesel. O transporte ferroviário foi substituído para capitalizar a maior versatilidade e flexibilidade dos caminhões de transporte e dos sistemas de transporte na mina. As ferrovias exigem inclinações muito suaves de 0.5 a um máximo de 3% para transportes em subidas. O investimento de capital para motores ferroviários e requisitos de trilhos é muito alto e requer uma longa vida útil da mina e grandes saídas de produção para justificar o retorno do investimento.

                Manuseio de minério (transporte)

                A britagem e transporte na mina é uma metodologia que cresceu em popularidade desde que foi implementada pela primeira vez em meados da década de 1950. A localização de um britador semimóvel na mina com o subsequente transporte para fora da mina por um sistema transportador resultou em vantagens significativas de produção e economia de custos em relação ao transporte tradicional de veículos. A construção e manutenção de estradas de transporte de alto custo são reduzidas e os custos de mão-de-obra associados à operação de caminhões de transporte e manutenção de caminhões e combustível são minimizados.

                O objetivo do sistema de britagem na mina é principalmente permitir o transporte de minério por transportador. Os sistemas de britagem na cava podem variar de instalações permanentes a unidades totalmente móveis. No entanto, mais comumente, os britadores são construídos de forma modular para permitir alguma portabilidade dentro da mina. Os trituradores podem ser realocados a cada um a dez anos; pode levar horas, dias ou meses para concluir a mudança, dependendo do tamanho e complexidade da unidade e da distância de realocação.

                As vantagens dos transportadores em relação aos caminhões de transporte incluem partida instantânea, operação automática e contínua e um alto grau de confiabilidade com até 90 a 95% de disponibilidade. Eles geralmente não são prejudicados pelo mau tempo. Os transportadores também têm requisitos de mão de obra muito menores em relação aos caminhões de transporte; operar e manter uma frota de caminhões pode exigir dez vezes mais tripulantes do que um sistema de transporte de capacidade equivalente. Além disso, os transportadores podem operar em inclinações de até 30%, enquanto as inclinações máximas para caminhões são geralmente de 10%. O uso de inclinações mais íngremes diminui a necessidade de remover material de estéril de baixo teor e pode reduzir a necessidade de estabelecer estradas de transporte de alto custo. Os sistemas de transportadores também são integrados às escavadeiras de roda de caçamba em muitas operações de carvão de superfície, o que elimina a necessidade de caminhões de transporte.

                Métodos de mineração de solução

                A mineração de solução, o mais comum dos dois tipos de mineração aquosa, é empregada para extrair minério solúvel onde os métodos convencionais de mineração são menos eficientes e/ou menos econômicos. Também conhecida como lixiviação ou lixiviação de superfície, esta técnica pode ser um método de mineração primário, como na mineração de lixiviação de ouro e prata, ou pode complementar as etapas pirometalúrgicas convencionais de fundição e refino, como no caso da lixiviação de minérios de óxido de cobre de baixo teor .


                Aspectos ambientais da mineração de superfície

                Os efeitos ambientais significativos das minas de superfície atraem a atenção onde quer que as minas estejam localizadas. A alteração do terreno, a destruição da vida vegetal e os efeitos adversos sobre os animais indígenas são consequências inevitáveis ​​da mineração de superfície. A contaminação de águas superficiais e subterrâneas muitas vezes apresenta problemas, particularmente com o uso de lixiviantes na mineração de solução e no escoamento da mineração hidráulica.

                Graças à crescente atenção de ambientalistas de todo o mundo e ao uso de aviões e fotografias aéreas, as empresas de mineração não estão mais livres para “cavar e correr” quando a extração do minério desejado estiver concluída. Leis e regulamentos foram promulgados na maioria dos países desenvolvidos e, por meio das atividades de organizações internacionais, estão sendo exigidos onde ainda não existem. Eles estabelecem um programa de gestão ambiental como elemento integrante de todo projeto de mineração e estipulam requisitos como avaliações preliminares de impacto ambiental; programas progressivos de reabilitação, incluindo restauração de contornos de terra, reflorestamento, replantio da fauna indígena, repovoamento da vida selvagem indígena e assim por diante; bem como auditoria de conformidade simultânea e de longo prazo (UNEP 1991, UN 1992, Agência de Proteção Ambiental (Austrália) 1996, ICME 1996). É essencial que sejam mais do que declarações na documentação exigida para as licenças governamentais necessárias. Os princípios básicos devem ser aceitos e praticados pelos gerentes de campo e comunicados aos trabalhadores em todos os níveis.


                 

                Independentemente da necessidade ou vantagem econômica, todos os métodos de solução de superfície compartilham duas características comuns: (1) o minério é extraído da maneira usual e depois armazenado; e, (2) uma solução aquosa é aplicada ao topo do estoque de minério que reage quimicamente com o metal de interesse do qual a solução de sal de metal resultante é canalizada através da pilha de estoque para coleta e processamento. A aplicação da mineração de solução de superfície depende do volume, da metalurgia do(s) mineral(es) de interesse e da rocha hospedeira relacionada, e da área e drenagem disponíveis para desenvolver depósitos de lixiviação suficientemente grandes para tornar a operação economicamente viável.

                O desenvolvimento de depósitos de lixiviação em uma mina de superfície na qual a mineração de solução é o principal método de produção é o mesmo que todas as operações a céu aberto, exceto que o minério é destinado exclusivamente ao depósito e não a uma usina. Em minas com métodos de moagem e solução, o minério é segregado em porções moídas e lixiviadas. Por exemplo, a maior parte do minério de sulfeto de cobre é moída e purificada para cobre de qualidade comercial por fundição e refino. O minério de óxido de cobre, que geralmente não é passível de processamento pirometalúrgico, é encaminhado para operações de lixiviação. Uma vez que o depósito é desenvolvido, a solução lixivia o metal solúvel da rocha circundante a uma taxa previsível que é controlada pelos parâmetros de projeto do depósito, a natureza e o volume da solução aplicada e a concentração e mineralogia do metal no depósito. minério. A solução usada para extrair o metal solúvel é chamada de lixiviante. Os lixiviantes mais comuns usados ​​neste setor de mineração são soluções diluídas de cianeto de sódio alcalino para ouro, ácido sulfúrico ácido para cobre, dióxido de enxofre aquoso para manganês e sulfato férrico-ácido sulfúrico para minérios de urânio; entretanto, a maior parte do urânio lixiviado e dos sais solúveis são coletados por no local lavra em que o lixiviante é injetado diretamente no corpo de minério sem prévia extração mecânica. Esta última técnica permite que minérios de baixo teor sejam processados ​​sem extrair o minério do depósito mineral.

                Aspectos de saúde e segurança

                Os riscos de saúde e segurança ocupacional associados à extração mecânica do minério na mineração de solução são essencialmente semelhantes aos das operações convencionais de mineração de superfície. Uma exceção a essa generalização é a necessidade de minério sem lixiviação passar por britagem primária na mina de superfície antes de ser transportado para uma usina para processamento convencional, enquanto o minério é geralmente transportado por caminhão de transporte diretamente do local de extração para o depósito de lixiviação em mineração de soluções. Os trabalhadores da mineração de soluções teriam, portanto, menos exposição a riscos primários de esmagamento, como poeira, ruído e riscos físicos.

                As principais causas de lesões em ambientes de minas de superfície incluem manuseio de materiais, escorregões e quedas, maquinário, uso de ferramentas manuais, transporte de energia e contato com fontes elétricas. No entanto, exclusivo da mineração de solução é a exposição potencial aos lixiviantes químicos durante o transporte, atividades de campo de lixiviação e processamento químico e eletrolítico. Exposições à névoa ácida podem ocorrer em tanques de extração eletrolítica de metal. Os perigos da radiação ionizante, que aumentam proporcionalmente da extração à concentração, devem ser abordados na mineração de urânio.

                Métodos de Mineração Hidráulica

                Na mineração hidráulica, ou “hydraulicking”, spray de água de alta pressão é usado para escavar material frouxamente consolidado ou não consolidado em uma pasta para processamento. Os métodos hidráulicos são aplicados principalmente a depósitos de metal e pedra agregada, embora carvão, arenito e rejeitos de usinas de metal também sejam passíveis de uso desse método. A aplicação mais comum e mais conhecida é mineração de aluvião em que concentrações de metais como ouro, titânio, prata, estanho e tungstênio são lavadas de dentro de um depósito aluvial (placer). Abastecimento e pressão de água, inclinação do solo para escoamento, distância da face da mina até as instalações de processamento, grau de consolidação do material lavrável e disponibilidade de áreas de descarte de resíduos são considerações primárias no desenvolvimento de uma operação de mineração hidráulica. Tal como acontece com outras minas de superfície, a aplicabilidade é específica do local. As vantagens inerentes a este método de mineração incluem custos operacionais relativamente baixos e flexibilidade resultante do uso de equipamentos simples, robustos e móveis. Como resultado, muitas operações hidráulicas se desenvolvem em áreas remotas de mineração onde os requisitos de infraestrutura não são uma limitação.

                Ao contrário de outros tipos de mineração de superfície, as técnicas hidráulicas dependem da água como meio tanto para a mineração quanto para o transporte do material extraído (“sluicing”). Os sprays de água de alta pressão são fornecidos por monitores ou canhões de água a um banco de placer ou depósito mineral. Eles desintegram o cascalho e o material não consolidado, que são levados para as instalações de coleta e processamento. As pressões da água podem variar de um fluxo de gravidade normal para materiais finos muito soltos a milhares de quilogramas por centímetro quadrado para depósitos não consolidados. Buldôzeres e niveladoras ou outros equipamentos móveis de escavação às vezes são empregados para facilitar a mineração de materiais mais compactados. Historicamente, e em operações modernas de pequena escala, a coleta do lodo ou escoamento é gerenciada com pequenas caixas de eclusas e captadores. As operações em escala comercial dependem de bombas, bacias de contenção e decantação e equipamentos de separação que podem processar volumes muito grandes de polpa por hora. Dependendo do tamanho da jazida a ser lavrada, a operação dos monitores de água pode ser manual, controlada remotamente ou controlada por computador.

                Quando a mineração hidráulica ocorre debaixo d'água, ela é chamada de dragagem. Neste método, uma estação de processamento flutuante extrai depósitos soltos, como argila, silte, areia, cascalho e quaisquer minerais associados, usando uma linha de caçamba, linha de arrasto e/ou jatos de água submersos. O material extraído é transportado hidraulicamente ou mecanicamente para uma estação de lavagem que pode fazer parte da plataforma de dragagem ou separar fisicamente com etapas de processamento subsequentes para segregar e concluir o processamento. Embora a dragagem seja usada para extrair minerais comerciais e pedras agregadas, ela é mais conhecida como uma técnica usada para limpar e aprofundar canais de água e planícies aluviais.

                Saúde e segurança

                Os perigos físicos na mineração hidráulica diferem daqueles nos métodos de mineração de superfície. Devido à aplicação mínima de perfuração, explosivos, transporte e atividades de redução, os riscos de segurança tendem a ser associados principalmente com sistemas de água de alta pressão, movimentação manual de equipamentos móveis, problemas de proximidade envolvendo fontes de alimentação e água, problemas de proximidade associados ao colapso do face da mina e atividades de manutenção. Os riscos à saúde envolvem principalmente a exposição a ruídos e poeiras e riscos ergonômicos relacionados ao manuseio de equipamentos. A exposição à poeira geralmente é menos problemática do que na mineração de superfície tradicional devido ao uso de água como meio de mineração. Atividades de manutenção, como soldagem descontrolada, também podem contribuir para a exposição dos trabalhadores.

                 

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