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Dragagem na Marcopper nas Filipinas

Fonte: Mineração Ásia-Pacífico

A mina a céu aberto de cobre de pórfiro da Marcopper está localizada perto do centro geográfico da província insular de Marinduque, no arquipélago das Filipinas. A ilha de 780 quilômetros quadrados fica a 170 quilômetros ao sul de Manila. (Marcopper era até recentemente uma subsidiária da Placer Dome.)

Draga de roda-dragão da série Ellicott® B890

Marcopper Mining Corporation foi comissionado com uma capacidade nominal de moagem de 15000 toneladas por dia. Os rejeitos do moinho foram descartados no vale vizinho de San Antonio, 4, a quilômetros do concentrador. Duas barragens foram construídas com laterita compactada em ambas as extremidades do vale para formar um represamento ou bacia. A parte principal das duas barragens foi construída com subfluxo dos rejeitos dos moinhos ciclonados até uma eventual altura de crista de 330 metros acima do nível do mar. Em alguns lugares, a crista da barragem estava a 50 metros acima do fundo do vale. O método de construção a jusante de construção de barragens de rejeito resultou em praias arenosas próximas às barragens e acúmulo de lodo próximo ao centro da lagoa.

Após a recuperação do investimento inicial de capital da fábrica, iniciou-se o planejamento para a construção de um sistema de descarte para o transporte de chorume espesso por gravidade para o mar. Os espessantes de rejeitos foram construídos para recuperar a água para reciclagem e controlar a densidade da pasta entre 48% e 50% de sólidos em peso. Os reservatórios de água doce se expandiram e a capacidade do concentrador foi aumentada para 25,000 toneladas por dia. O novo sistema de descarte era formado por tubulações, calhas de concreto, caixas de queda e tanques de queda. A linha de rejeitos possuía um comprimento inicial de quilômetros 13 a partir do concentrador, dos quais mais de um quilômetro 4 passavam por um túnel especialmente acionado para esse fim. Para evitar a sedimentação e ao mesmo tempo reduzir a água ao mínimo, o gradiente da calha foi ajustado em -1% e o gradiente do tubo não mais que -1 / 2% para minimizar o desgaste. Lavanderias de concreto foram construídas onde a topografia permitia e era possível com túneis. Seções de terreno acidentado foram construídas com caixas de queda em áreas sem pressão e com tanques de aço em que eram necessárias cabeças para conduzir o fluxo para o mar.

Após a perfuração dos orifícios de diamante da 139 na lagoa e nas áreas adjacentes, foi delineado um corpo de minério que continha uma reserva geológica total de minério de 200 milhões de toneladas, com média de 0.56% Cu usando o teor de corte de cobre 0.40%. Os estudos de viabilidade justificaram a mineração da porção de alto grau próximo à superfície do depósito. Isso exigiu a remoção precoce dos rejeitos de moinho acumulados da lagoa, dragando e transportando a lama repolpada para a instalação de descarte de rejeitos na Baía de Calancan.

Seleção
Após um estudo mundial de todos os sistemas de dragagem, foi considerado um sistema italiano de desassoreamento de portos usando uma draga pneumática. O método exigiu o menor desperdício de água e produziu uma pasta a uma densidade controlada entre 40% e 60% de sólidos em peso. Para estabelecer a adequação da draga, uma pequena unidade foi testada no local da mina. Após vários meses de testes intensivos, os resultados foram considerados satisfatórios.

Os engenheiros estrangeiros e da Marcopper projetaram e construíram duas dragas pneumáticas de capacidade muito maior. Estes foram encomendados logo depois. Da mesma forma, a instalação de descarte de rejeitos foi ampliada para acomodar os materiais de dragagem adicionais. As duas dragas operavam eficientemente na areia da praia mais grossa e de fluxo livre a uma profundidade em que a entrada é submersa entre os medidores 15 e 20 abaixo da superfície da água.

Em profundidades mais rasas e em material mais denso e mais coeso, a draga pneumática foi menos eficaz porque a cabeça hidrostática era insuficiente para forçar o material à entrada da draga. Concluiu-se que dragas pneumáticas de ação mais positiva encontraram grandes dificuldades. Os estudos mostraram que uma dragagem de roda de caçamba recém-desenvolvida poderia ser mais eficaz em termos de produção e flexibilidade para lidar com uma ampla gama de materiais em águas rasas.

An Ellicott® A draga Wheel Dragon ™ da marca B890 foi colocada em operação. A draga de roda de caçamba, como esperado, teve um desempenho notável e provou ser muito superior em desempenho e custo em comparação com as dragas pneumáticas anteriores. Em média, a produção de dragas com roda de caçamba classificou a 8000 toneladas por dia em comparação com as toneladas combinadas da 9500 por dia das duas dragas pneumáticas. Dois anos depois, um segundo Ellicott® a draga da marca foi colocada em operação.

Draga Wheel-Dragon ™ da marca Ellicott® B890

A queda rápida do nível da água levou ao desligamento de uma draga pneumática. À medida que a dragagem se aproximava do contorno original do solo, o uso da draga pneumática se tornava menos aplicável na manutenção de chorume de alta densidade.

A deterioração da posição do fluxo de caixa provocada pela recessão dos preços dos metais deixou cerca de 1 milhão de metros cúbicos de rejeitos programados para remoção após o término das operações de dragagem.

Uma recuperação financeira subsequente para a Marcopper (devido à melhoria dos preços do metal) e o esgotamento esperado do minério Tapian tornaram o projeto de cobre de San Antonio digno de extensos estudos de viabilidade.

Características de rejeito
Uma análise típica do rejeito do moinho depositado na lagoa mostra a seguinte distribuição de tamanho:

 

Fração de malha

% Acumulado

+20

0.2

-20

+28

0.8

-28

+35

3.6

-35

+48

9.7

-48

+65

19/4

-65

+100

30.4

-100

+150

40.1

-150

+200

49/4

-200

+325

58.5

-325

100.0

 

Uma divisão arbitrária entre areia e lodo é definida como 70% passando na malha 270. Dos 22.5 milhões de metros cúbicos de rejeitos predominantemente de argila caulinítica e clorita. Durante o período de teste preliminar, a cabeça de dragagem pneumática penetrou facilmente os diferentes tipos de materiais de rejeição em profundidade. Fluíram em direção ao tubo de entrada da cabeça da draga, formando orifícios em forma de cone no fundo do lodo.

Dois anos após os testes, a dragagem pneumática revelou que as camadas viscosas haviam se tornado compactadas e gelatinosas. Dragagem nas porções de areia, no entanto, deu resultados satisfatórios. A cabeça da draga se enterra facilmente no leito, criando um cone que cai e flui facilmente em direção à cabeça da draga. Isso resultou em alta produção e níveis aceitáveis ​​de densidade de celulose.

A Draga Pneumática
O sistema de dragagem pneumática utiliza a pressão hidrostática do lago sobreposto para empurrar o material através de um tubo enterrado para dentro de um tanque de pressão ventilado para a atmosfera. Quando o tanque está cheio, o ar comprimido é introduzido no cilindro, fecha a válvula de entrada e força a lama a ser descarregada para a superfície através de uma saída na parte superior do tanque. O ar é então ventilado para a atmosfera e o ciclo se repete em intervalos de aproximadamente 20-segundo. Na prática, os tanques 3 são agrupados para formar uma cabeça de dragagem. O ar comprimido é alimentado a cada cilindro através de um distribuidor de ar. A lama descarregada de cada tanque passa para um coletor comum aos três tanques. Portanto, o material é descarregado como um fluxo contínuo e não em lotes. O equipamento de dragagem é montado a bordo de uma barcaça de aço compartimentada, medindo 12 metros de largura, 32 metros de comprimento e 2.5 metros de profundidade. A cabeça da draga está pendurada em uma torre alta do tipo 15, montada sobre uma abertura no piso da draga.

Dois métodos de dragagem foram empregados com a bomba pneumática, a saber: “holing” e “trailing”. Na perfuração, as aberturas de sucção são equipadas com tubos verticais e estes são direcionados para o material pelo peso da bomba. No rastro as aberturas de sucção são providas de pás e toda a bomba é arrastada ao longo do fundo do tanque. Com a queda do nível da água na lagoa, a operação das dragas pneumáticas ficou restrita a áreas menores. À medida que a dragagem ficava mais profunda, os limos depositados se tornavam mais compactos e coesos e menos fluidos. A operação das dragas pneumáticas tornava-se cada vez mais difícil à medida que se aproximavam do terreno original. Eventualmente, após dragar cerca de 16 milhões de toneladas de rejeitos, a primeira dragagem pneumática foi encerrada no início de 1982 devido aos danos do tufão, enquanto a segunda também foi encerrada no final do mesmo ano. As duas dragas foram posteriormente desmontadas e vendidas.

A draga da roda de caçamba
A viabilidade de dragar o rejeito com o uso de outros equipamentos de dragagem além das dragas pneumáticas foi investigada. Isso levou à compra de uma draga de sucção para as camadas finais de limo e areia sobre o fundo irregular do tanque de rejeitos.

Uma draga de roda de caçamba foi escolhida como a draga de cortador de sucção padrão, porque pode aplicar ação de escavação direta nos dois modos de giro. Esse recurso da draga de roda de caçamba possibilita que a draga descarregue diretamente seus produtos no sistema de descarte de rejeitos. Após avaliar várias cotações de vários fabricantes, foi decidida a compra de um Ellicott® Marca B890 Draga “Wheel-Dragon”.

Ellicott Marca “Wheel-Dragon” ™ Bucketwheel Dredges 

Draga
The Ellicott® A draga da marca Bucketwheel é uma draga de tubulação hidráulica não-autopropelida, cuja operação inteira pode ser controlada por um homem em uma sala de controle central. A usina de dragagem está alojada em três cascos retangulares seccionais do tipo pontão, feitos de aço para serviços pesados.

A planta principal da bomba de dragagem é instalada no pontão do casco do cortador.

Uma escada de dragagem tubular de aço para serviços pesados, montada na extremidade dianteira do pontão do casco central, carregava a roda de caçamba giratória para escavar os materiais a serem dragados.

A velocidade da caçamba pode variar de acordo com a necessidade. A roda de caçamba é acionada por um motor hidráulico de alta potência e torque montado na seção dianteira da escada.

Um tubo de sucção é montado embaixo e preso à escada tubular. É fornecida uma conexão flexível para serviços pesados ​​entre o tubo de sucção da escada e o casco.

Existem duas hastes de aço tubulares com pontas de aço, uma instalada em um poço fixo de hastes para retenção e outra instalada em um carro móvel para trabalhar. As hastes são levantadas por meio de guinchos individuais de um tambor, com provisões de queda livre para uma boa penetração. O sistema de faixa de rodagem permite um avanço de três metros da draga e é posicionado por um conjunto de trilhos de deslocamento.

Os motores principais são dois motores a diesel: um para acionar uma bomba de dragagem centrífuga 14 de polegada que descarrega material para um oleoduto flutuante conectado à popa da draga, e outro para acionar bombas hidráulicas pesadas que fornecem circuitos separados para o respectivo sistema hidráulico motores que acionam a roda de caçamba, os guinchos de balanço e de batata, além do guincho da escada.

Operação de dragagem
À medida que a roda da caçamba gira no final da escada de dragagem, o material é escavado e alimentado em um sistema de sucção. O design da roda de corte é tal que, uma vez que o material é cortado, ele só pode escapar através do tubo de sucção e da linha de entrega.

A draga é girada de um lado para o outro através do corte com o auxílio de guinchos de linha direta individuais, linhas de cabos e âncoras. A embarcação gira na haste de trabalho de seção transversal grande para serviços pesados. O movimento de avanço no corte é fornecido por um carro de deslocamento operado hidraulicamente sobre o qual a haste de trabalho é montada.

Quando um corte é concluído após o carro atingir seu curso máximo, a haste de retenção é abaixada. A haste de trabalho é elevada e o carro desloca os medidores 3-1 / 2 para a frente. A haste de trabalho é então abaixada quando o curso desejado é alcançado, após o qual a haste de retenção é elevada. A draga está pronta para fazer outro corte.

Dragagem de componentes
A draga é composta do seguinte:

Componentes estruturais - O casco é feito de três pontões retangulares de aço soldados, dois pontões laterais e um pontão central, que são rigidamente conectados para fornecer estabilidade. Uma estrutura em A com backstays rígidos é fornecida na extremidade dianteira do casco que, em conjunto com o guincho da escada, permite içar, segurar e baixar a escada da draga.

Componentes de dragagem - O módulo da roda de caçamba consiste em uma roda de caçamba giratória que é acionada por dois pistões radiais, motores hidráulicos com eixo de baixa velocidade e 106 cavalos de potência, que fornecem à caçamba de corte um total de 1,400 libras de força de corte. Um cotovelo de sucção de aço fundido é conectado à tremonha de recepção da roda da caçamba em uma extremidade e ao tubo de sucção na escada na outra extremidade. O tubo de sucção da escada é conectado ao tubo de sucção no pontão do casco central por meio de uma mangueira de borracha reforçada flexível, permitindo a inclinação da escada até a profundidade de escavação desejada.

Prime Movers - The Ellicott® A marca “Wheel-Dragon” está equipada com dois motores a diesel: Um 520 HP, CAT Series 3412, para acionar a bomba de dragagem principal, e um 210 HP, CAT 3306, para acionar a bomba hidráulica.

Sistema de energia hidráulica - O sistema hidráulico é feito de três circuitos independentes de malha aberta. Um circuito para a roda de caçamba; um circuito para o guincho de escada e guinchos giratórios; e um para os guinchos das sapatas e o cilindro do carro das sapatas. A bomba extrai o óleo diretamente do reservatório de óleo montado na parte inferior por meio de um filtro reforçado.

Sistema elétrico - O sistema elétrico é projetado para fornecer os seguintes circuitos:

Sistema de partida de voltum 24 no motor

Sistemas de recarga de baterias

Bomba de draga e medidores e desligamentos auxiliares do motor

Válvulas de controle hidráulico operadas por solenóide

Sistema de iluminação interna e externa 24 volt

Centro de controle e controles operacionais. Para promover a segurança na operação, flexibilidade e eficiência, os controles são montados em um console no centro de controle para permitir a operação individual da sequência de dragagem.

Suporte e equipamento auxiliar

Um único reboque 235 HP, 10m de comprimento X 3m de largura X 1.3m de profundidade. Isso é usado para mover as dragas por uma longa distância e para puxar fortes âncoras de aço.

Um único motor de serviço 50 HP, 8m de comprimento X 3m de largura X 1.3m de profundidade. Peças pesadas para as dragas são carregadas neste barco. É usado pelo pessoal de manutenção mecânica.

Um monitor hidráulico e uma bomba centrífuga 12 × 10 movida por um motor 304 HP. Tudo montado em uma barcaça pesada de 23 m de comprimento x 12 m de largura x 1.25 m de profundidade. Isso está sendo usado para escoar bancos de rejeitos elevados e íngremes acima da superfície da água, que podem desmoronar na roda do balde durante a dragagem.

Uma barcaça 10m de comprimento X 4.5m de largura X 1.8m de profundidade com um guincho 15-ton para uso em içar / puxar âncoras, linhas de refluxo e outras.

Um barco de serviço com o motor de popa 9.9 HP.

Uma máquina de solda / equipamento de corte instalava no exterior um pequeno deck flutuante.

Um tanque de combustível flutuante com capacidade de litros 15,000.

Monitoramento de rejeitos
A descarga de cada draga é bombeada através de linhas de refluxo de 16 "de diâmetro de tubos e mangueiras flexíveis para uma caixa de desvio de três compartimentos antes de ser descarregada na caixa de mistura que leva ao canal de rejeitos. É no ponto de descarga na caixa de desvio que a celulose bombeada por cada draga é monitorada quanto à sua adequação para transporte pelo sistema de disposição de rejeitos. Um medidor nuclear mede a densidade da polpa que está sendo descarregada em cada compartimento. Como uma verificação adicional da densidade, um amostrador ativado manualmente corta e coleta a polpa que está sendo descarregada. Essas amostras são verificadas quanto à densidade e taxa de sedimentação. Se a densidade estiver abaixo de 45% de sólidos e a taxa de sedimentação exceder 4 pés por hora, a descarga de dragagem é canalizada de volta para a lagoa. Descarregado na calha de material com uma taxa de sedimentação superior a 5 pés por hora ou menos de 40% de densidade de sólidos resultou no manuseio da calha e transbordamento. Durante essas condições, a draga é movida para um novo local para melhor dragar os materiais onde a produção será contínua. A prática é misturar a areia grossa de uma draga com limo da outra para produzir uma mistura de polpa de densidade e taxa de sedimentação de partículas adequadas.

Planejamento de Draga

Um lado do planejador traça a localização das dragas por triangulação com o uso do sextante. A localização das dragas é plotada em um mapa e os movimentos das dragas pelas próximas horas 24 são indicados no mapa e no campo.

A produção das dragas de roda de caçamba é baseada em uma pesquisa volumétrica realizada no final do mês.

No planejamento mensal e na programação de longo alcance, o desempenho mecânico e operacional médio durante os últimos meses, a topografia de toda a lagoa considerando a espessura do rejeito restante, a configuração do fundo da lagoa e a distribuição física de areia e limos são considerados

Acompanhando o cronograma de produção de dragas, há um balanço mensal de água projetado, que indica o nível da água na lagoa com base na vazão lançada pelas dragas, perda de evaporação e infiltração. A água de reposição para a lagoa é fornecida conforme necessário, dependendo da necessidade de água. A taxa de entrada esperada depende da precipitação mensal projetada com base na precipitação média ao longo de um período de dez anos.

Status do projeto
A experiência adquirida na primeira fase da dragagem, utilizando as dragas pneumáticas e na dragagem final, utilizando as dragas da roda de caçamba, mostrou que o Ellicott®  A draga da marca é muito capaz de concluir com êxito a remoção do rejeito do moinho que foi depositado sobre o depósito mineral de San Antonio. Em várias ocasiões, a draga foi usada na escavação de laterita compactada e cascalho dentro da lagoa sem dificuldades, exceto no manuseio da laterita e cascalho na tigela.

Posteriormente, os dois Ellicot® As dragas Bucketwheel da marca foram compradas por um empreiteiro de mineração que as usou com sucesso na mineração de formações de sal compactadas duras no Mar Morto. As dragas ainda estão em uso lá hoje.

Reimpresso da Asia Pacific Mining

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