Análise de impacto do projeto geométrico e resistência ao rolamento de estradas em mineração a céu aberto

Abstract

Em empreendimentos de mineração, as estradas desempenham um papel essencial, tendo em vista que toda a produção, em sua maioria, é transportada por caminhões que utilizam esses acessos para sua circulação. Sua importância também é evidenciada pelo ponto de vista econômico, pois estão diretamente relacionadas à eficiência operacional dos caminhões e, consequentemente, aos custos de lavra. Nesse contexto, é essencial que o projeto de estradas e seus aspectos construtivos (projetos geométrico, estrutural e funcional) e seus sistemas de gerenciamento de manutenção sejam aprimorados e otimizados sempre que possível. O presente trabalho é composto por 2 artigos publicados nos periódicos internacionais REM – International Engineering Journal e Mining Technology (TIMM A). O primeiro artigo analisou os impactos na relação estéril-minério (REM) quando variados parâmetros geométricos dos acessos em dois tipos de depósitos minerais: um com um comportamento mais verticalizado e outro mais horizontalizado. Os valores de relação estéril-minério e a sensibilidade a variações no ângulo de talude global foram comparados com um cenário de referência, onde os resultados evidenciaram o aumento da REM quando: (a) aumentada a largura das estradas; (b) diminuída a inclinação longitudinal; e (c) adicionados switchbacks. Também foi observado que as variações da REM são inversamente proporcionais às do ângulo global do talude. O segundo artigo apresentou um método para estimar a resistência ao rolamento das estradas de transporte considerando a inclinação longitudinal das vias e dados coletados a partir do sistema de despacho. A metodologia usou uma retro análise através de curvas de Rimpull e equações de estimativa de desempenho desenvolvidas por Cooper. O uso deste método é capaz de ajudar a identificar rapidamente setores com defeitos no pavimento permitindo avaliar a qualidade das estradas por meio de mapas de resistência ao rolamento, o que pode auxiliar as rotinas de manutenção em tempo real, reduzindo custos e aumentando o desempenho dos caminhões. A integração dos artigos tem como objetivo desenvolver avaliações e metodologias a serem aplicadas no âmbito das estradas de mina não pavimentadas, com foco no projeto geométrico, resistência ao rolamento, monitoramento e manutenção das vias, tanto em fase de projeto como em fase de operação.

In mining projects, haul roads play an essential role considering that all production is normally hauled by trucks that use the haul roads for hauling. They are also important from an economic point of view, as they are directly related to the operational efficiency of the trucks and, consequently, to the mining costs. In this context, it is essential that the haul road design, its physical aspects (geometrical, structural, and functional design) and its maintenance management systems are improved and optimized whenever possible. The present study consists of 2 articles published in the international journals REM – International Engineering Journal, and Mining Technology (TIMM A). The first article analyzed the impact on the strip ratio (SR) when varying haul road geometric parameters in two types of mineral deposit: one with a steeper dip and a second one with a more horizontal behavior. The SRs and the overall slope angle were compared with a base-case scenario, where the results showed an increase of the SR when: (a) the width of the haul roads was increased; (b) the longitudinal inclination was decreased; and (c) switchbacks were added. It was also noticed that the SR variations are inversely proportional to the overall slope angle variations, playing an important role regarding the geometric design of the haul roads. The second article presented a method to estimate the rolling resistance of haul road segments considering the longitudinal grade of the roads crossed with dispatch system data. The methodology used a back-calculation from Rimpull curves and estimated performance equations developed by Cooper. The use of this method demonstrated that it could assist in quickly identifying issues on mine haul roads and assess road quality locally through rolling resistance estimated maps, which will help to improve maintenance routines and truck performance. The integration of the articles aims to develop evaluations and methodologies to be applied in the scope of mine haul roads, focusing on geometric design, rolling resistance, monitoring and maintenance of the roads, both in the design phase and in the operational phase.