Equipamentos da mineração
Os equipamentos de mineração formam o núcleo de toda a operação, garantindo eficiência, segurança e continuidade no ciclo produtivo — da perfuração ao beneficiamento. Conhecer a função, capacidade e limitações de cada máquina é essencial para otimizar custos, aumentar a produtividade e garantir um fluxo de trabalho confiável ao longo de toda a vida útil da mina.
Introdução
A operação de uma mina — seja a céu aberto ou subterrânea — depende de um conjunto integrado de equipamentos que garantem produtividade, segurança, controle de custos e eficiência operacional. Esses equipamentos atuam desde a perfuração e desmonte, passando pelo carregamento e transporte, até atividades de apoio, serviços e sustentação geomecânica.
Este artigo apresenta de forma clara e técnica os principais equipamentos de uma mina e suas funções essenciais. Os equipamentos serão divididos segundo sua funcionalidade no ciclo básico de operações na mineração.
O ciclo operacional da mineração é a sequência de etapas que transforma o minério in situ (no maciço rochoso) em material fragmentado, carregado, transportado e enviado para a planta, garantindo segurança, produtividade e controle de custos.
Embora existam diferenças entre mina a céu aberto e subterrânea, o ciclo básico é universal. A figura 1 simboliza todas as etapas do ciclo de operações que levam o minério até a planta de beneficiamento.
Figura 1: Ciclo básico das operações unitárias em uma mina
1. Perfuração (Drilling) e desmonte
A primeira etapa do ciclo consiste na execução de furos no maciço rochoso com objetivo de prepará-lo para o desmonte. Em alguns casos há também equipamentos mecânicos que realizam a própia mineração realizando a cominuição do material e seu carregamento.
Objetivos:
- Criar furos com diâmetro, profundidade e inclinação definidos.
- Permitir a correta distribuição dos explosivos (malha de perfuração).
- Minimizar desvios, sobre-perfurações e perda de energia.
- Realizar a perfuração para suporte de rochas em galerias subterrâneas.
- Realizar a cominuição do material e seu carregamento (mineradores contínuos)
1.1 – Perfuratrizes de Bancada (Top Hammer, DTH, Rotary) – Mina Céu AbertO
Equipamentos utiizados para realizar furos nas rochas onde serão carregados explosivos utilizados no desmonte de rochas. Utilizadas em lavra a céu aberto.
Podem trabalhar com sistemas que permitem adaptar a perfuração para diferentes tipos de rochas:
Rotary tricone para grandes diâmetros (carvão, fosfato, ferro friável).
Top Hammer (martelo na cabeça), ideal para rochas mais duras.
DTH (martelo de fundo), para furos retos e profundos.
Figura 2: Exemplo: CAT MD6640 Caterpillar
1.2 Jumbos de perfuração – Mina Subterrânea
Equipamento de perfuração rebaixado, especializado para realizar perfurações horizontais e em leque em galerias subterrâneas. Equipamentos com 1 a 3 braços (booms). Possui precisão maior que equipamentos manuais e alguns equipamentos podem ser automatizados.
Utilizados para perfurar faces de avanço, reforço e serviços.
Funções:
Instalação de chumbadores (em alguns modelos).
Avanço de galerias.
Perfuração para desmonte.
Figura 3: Exemplo: Boomer 282 : Epiroc
1.3 Caminhões de ANFO ( ANFO trucks)
Caminhões especializados em carregar uma mistura de diesel e nitrato de amônio (ANFO) utilizado largamente como explosivo na mineração. Após a perfuração das rochas esses caminhões levam o explosivo na frente de lavra e carregam o furo com explosivos.
Figura 4 : Exemplo: Sinotruck HOWO 380
1.4 Mineradores contínuos
Equipamentos capazes de minerar rochas de menor competência mecânica e dureza, como carvão, e carregarem automaticamente em uma correia transportadora.
Figura 5: Exemplo: Sandvick MB600
1.5 Jet Leg
Equipamento de menor porte utilizado em mineração subterrânea que contém um materlete hidráulico e um suporte móvel direcional, utilizado para perfurações em painéis. Utilizado tanto para explosivos como para a utilização de suportes em rocha. Possui menor controle do equipamentos automatizados como o jumbo.
Figura 6: Exemplo Jet Leg
1.6 Stoper
Equipamento de mineração de menor porte que contém um materlete hidráulico utilizado para perfurações no teto de galerias e painéis. Possui menor controle que equipamentos automatizados com o jumbo.
Figura 7: Exemplo Stoper
2. Carregamento (Loading)
Após o desmonte, inicia-se o carregamento do material fragmentado. O material solto (Loose) aumenta seu volume devido ao empolamento, e equipamentos como pás carregadeiras ou retroescavadeiras movimentam este material para um veículo de transporte.
Objetivos:
- Remover o minério ou estéril desmontado de forma eficiente.
- Reduzir tempo de ciclo.
- Assegurar seletividade (evitar contaminações entre tipos de minério e estéril).
3.1. Pás Carregadeiras (Wheel Loaders)
Muito utilizada em Serviços auxiliares. Equipamentos versáteis e rápidos, mas com menor produtividade que retroescavadeiras. Possuem volume de caçamba de 5-16m3 , com produções de 400-1500 t/h.
Usados para:
Carregamento de minério.
Formação de pilhas (stockpiles).
Figura 8 : Exemplo : CAT 950
3.2. Escavadeiras Hidráulicas (Hydraulic Shovels)
Equipamentos principais no carregamento de grandes volumes. Escavadeiras frontais realizam a escavação com a movimentação para frente, enquanto retroescavadeiras realizam a escavação no sentido do equipamento. Possuem a capacidade de acoplar marteletes hidráulicos para fragmentação de grandes blocos e também realizam serviçoes de manutenção em pilhas, e recarregamento (rehandle). Possuem volume de caçamba de 0,8m3 -36m3 , 1 com uma produção de até 7800t/h.
Tipos:
Front shovel – típicas de operações de alto volume (Carajás).
Backhoe (retro) – mais usadas no Brasil.
Figura 9 : Exemplo: CAT 323 D2 L
3.3. Pás de Cabo (Electric Rope Shovels)
Utilizadas especialmente em minas de ferro e carvão de grande escala. Capacidades da caçamba podem chegar de 15-74 m3, com produções desde 2.500 t/h a 180 mil t/h em mega operações. Possuem menor custo operacional do que escavadeiras hidráulicas, possuem alto desempenho em materiais competentes, mas um maior custo de aquisição.
Figura 10 : Exemplo: CAT 7495 HF
3.4 LHD (Load Haul Dump)
Veículos robustos e compactos utilizados em mineração subterrânea.
Funções:
Transportá-lo até o ponto de descarga (pass-through, chute ou caminhão).
Carregar o minério desmontado.
Podem variar do tamanho de caçamba de 1.0-7.5 m3 com produtividades de 40-550t/h
Figura 11: Exemplo: CAT R1700
3.5 Haggloader
Equipamentos de minas subterrâenas que realizam carregamento contínuo do material e movimentam o minério para correias transportadoras. Podem ser acoplados em mineradores contínuos de forma a realizar a cominuição e carregamento do material ao mesmo tempo. Podem possuir produções de até 6-9 m3/min.
Figura 12: Exemplo: Atlas-Coopo Haggloader 10HR
3.6 Rastelo (Slusher)
Equipamento simples operado por cabos que tem por objetivo o arraste do material na mina subterrânea. Possui baixo custo operacional, de fácil manuseio mas possuem baixos volumes de operação.
Figura 13: Rastelo
3. Transporte (Haulage)
Após carregado, o material é levado até seu destino final.
Possíveis destinos:
- Britador primário.
- Pilhas (ROM, blendagem, estéril, estocagem).
- Pátio de run-of-mine.
- Bota-fora (waste dump).
- Silos subterrâneos.
Desempenho chave:
- Distância de transporte.
- Inclinação das vias. Equipamentos de grande porte geralmente toleram inclinações de rampa de no máximo 10-11 graus.
- Resistência ao rolamento. Capacidade ao qual uma via oferece resistência a movimentação do equipamento.
- Tráfego e rotas planejadas.
3.1. Caminhões fora-de-estrada (Off-Highway Trucks, Off-Road, Haul Trucks)
Caminhões de grande porte na mineração que trabalham apenas dentro da mina a céu aberto. Possuem grande capacidade de transporte chegando de 100-400t. Distâncias de transporte máximas de 12km para equipamentos de grande porte.
Figura 14: Exemplo: Caterpilar 793F
3.2 Caminhões articulados
Possuem melhor versatilidade em terrenos difíceis e maiores curvas de tranporte, porém menor capacidade que os caminhões fora de estrada. Possuem capacidade de 20-70t. Distância econômica não ultrapassa os 5km.
Figura 15: Exemplo Hyunday HA30
3.3 Caminhões de mina subterrânea (Underground trucks)
Caminhões rebaixados para trabalho em minas subterrânea. São projetos para alto desempenho em condições desfavoráveis como ambientes corrosivos, com vibração intensa e impactos intensos, ao mesmo tempo que permitem mobilidade suficiente para operar em espaçoos fechados. Capacidades podem variar de 6 – 65t.
Figura 16 : Exemplo CAT AD45B
3.4 Caminhões convencionais adaptados
Caminhões de carga comuns adaptados para funcionamento em mineração. Geralmente possuem reforços laterais na caçamba para aumentar a sua capacidade, suspensão reforçada e sistemas de freio adequados para rampas. Cargas comuns giram em torno de 10-16t.
Figura 17 : Exemplo: Caminhão Scania
4. Alimentação da usina : Britagem Primária (Dumping & Primary Crushing)
É o momento em que o minério da mina de granulação grosseira é reduzido de tamanho para entrar na usina, ao qual passará pelos processos de cominuição, classificação e concentração até gerar um produto mais puro chamado de concentrado.
Etapas:
- Descarga em silos, alimentadores ou britadores.
- Redução do tamanho inicial.
- Controle granulométrico para a usina.
Importância: influência direta na eficiência da usina e no consumo energético.
4.1 Britador de mandíbulas
O britador de mandíbula (jaw crusher) é um equipamento de britagem primária, projetado para reduzir blocos grandes de rocha ou minério em tamanhos menores, adequados para etapas secundárias (britagem cônica), transporte ou alimentação da usina.
Ele funciona por compressão, utilizando duas mandíbulas:
- Mandíbula fixa
- Mandíbula móvel, que se movimenta em um movimento oscilatório (tipo toggle)
O material é esmagado na medida em que desce pela câmara de britagem, sendo reduzido entre as mandíbulas até atingir o tamanho de saída. Britadores de alto porte podem chegar a 1800 t/h.
Figura 18 : Exemplo: Britador de mandíbulas Telsmith
4.2 Britador de cones
O britador cônico primário (primary cone crusher) é um equipamento de britagem projetado para operar logo após a britagem primária (jaw ou gyratory) ou, em algumas configurações, como britador primário em plantas compactas.
Ele reduz o tamanho do material através da compressão entre o manto (cone interno) e o revestimento côncavo (cone externo). Suas capacidades variam entre 150 e 1.800 t/h, com CSS entre 50 e 200 mm, ideais para minério de ferro, cobre, manganês e grandes pedreiras
Figura 19 : Exemplo: Britador cônico
4.3 Britador giratório
O britador giratório (gyratory crusher) é o principal equipamento de britagem primária em minas de grande porte, sendo utilizado quando se exige:
- altíssimo volume de produção,
- grandes tamanhos de alimentação,
- baixa manutenção,
- operação contínua e estável.
Ele é considerado o “coração” das usinas de britagem de grande porte, superando britadores de mandíbula e cônicos primários em capacidade e robustez. Britadores primários giratórios são os equipamentos de maior capacidade na britagem, recebendo blocos muito grandes e produzindo entre 600 e 15.000 t/h, dependendo do porte.
Figura 20: Exemplo : Britador giratório Metso
4.4 Britador de impactos
O britador de impacto primário (primary impact crusher, também chamado de impactador primário) é um equipamento destinado a reduzir material por impacto de alta energia, e não por compressão como ocorre em britadores de mandíbula ou giratórios.
Ele é usado quando se deseja:
- Alta taxa de redução logo na etapa primária
- Produção de material mais cúbico
- Melhor liberação mineral em certas litologias
- Bom desempenho em materiais de baixa a média dureza
É comum em pedreiras, agregados, calcário, carvão mineral, fosfato e em algumas plantas industriais de minério pouco abrasivo. Britadores de impacto primários são máquinas que fragmentam material por impacto, ideais para rochas de baixa a média abrasão. Eles oferecem altas taxas de redução e excelente forma do agregado, com capacidades variando de 80 a 1.500 t/h, dependendo do porte.
Figura 21: Britador giratório
4.5 Grelhas ou Scalpers
A grelha ou grizzly é um equipamento estático ou vibratório composto por barras paralelas com espaçamento definido, instalado antes do britador primário para:
- retirar material fino
- evitar sobrecarga do britador
- impedir entrada de blocos excessivamente grandes
Ela funciona como uma barreira seletiva, permitindo que apenas o material dentro da faixa desejada siga para o britador, enquanto o fino passa pelas aberturas e é desviado para transportadores ou pilhas laterais.
O scalper (ou scalping screen) é um peneiramento de alta robustez usado para remover material fino e separar blocos muito grandes antes do britador primário ou secundário.
É uma máquina vibratória muito mais forte que peneiras comuns, projetada para:
operar com grandes capacidades (500 a 5.000 t/h)
absorver impactos de blocos grandes (até 1.5 m)
peneirar material úmido, argiloso ou pegajoso
Figura 22: Exemplo: Grelha
5. Equipamentos de apoio e serviço
Embora não façam parte da produção direta são essenciais para projetos de mineração. Os equipamentos de apoio garantem segurança e confiabilidade na operação dos demais equipamentos e projetos que não consideram o dimensionamento adequado destes equipamentos podem gerar falhas consideráveis na operação. Por sorte, estes equipamentos apresentam baixo custo de aquisição se comparados aos demais e necessitam de uma quantidade menor que os equipamentos de operação.
5.1 Motoniveladores ou Patrolas (Graders)
Motoniveladoras são equipamentos que realizam a manutenção das estradas na mineração. Elas possuem uma lâmina que arrasta no chão e nivela a superfície do terreno. Elas tem o objetivo de manter a qualidade da estrada evitando buracos que aumentam a resistência dos equipamentos de transporte, auxiliam na drenagem na superfície das estradas, e na produção de poeira em épocas de seca. São equipamentos essênciais na mineração a céu aberto para aumento do desempenho dos equipamentos da mina.
Figura 23: Exemplo CAT 170
5.2 Tratores de esteira (bulldozers)
São a força bruta da mineração. Trabalham nivelando pátios, operando em pilhas de estéril e minério, conseguem remover troncos ou blocos de rocha das vias e também rebocar equipamentos de condições adversas. Os tratores de esteira são preferidos em relação aos de roda pois isso permite que trabalhem em condições adversas do terreno , na perda de certa mobilidade que as rodas garantem.
Figura 24: Exemplo CAT D5
5.3 Caminhão pipa
A poeira é a pior inimiga da mineração. Além de causar problemas na saúde dos contribuintes e nas cidades marginais à mineração devido ao particulado inalado, pode também reduzir a viabilidade nas vias podendo causar acidentes na mina. Ao aspergir água nas estradas o caminhão pipa evita a poeira, devido a química de superfície entre a interação água/partícula. Alguns caminhões podem também incorporar reagentes químicos supressores que melhoram a sedimentação da poeira
Figura 25: Exemplo: Caminhão pipa Scania
5.4 Guinchos, caminhões de manutenção, caminhões de combustível
Equipamentos utilizados para resgate e manutenção em campo. As oficinas são projetadas para manutenções preventivas e preditivas, mas em toda mina é possível ser necessário manutenções corretivas em campo. Essas manutenções não são planejadas e podem ocorrer devido uma falha não programada do equipamento.
Figura 26 : Exemplo: Guinho na mineração
6. Conclusões
Os equipamentos de mineração constituem a espinha dorsal de todo o processo produtivo, desde o início da lavra até o beneficiamento final. Cada máquina — perfuratrizes, escavadeiras, pás carregadeiras, caminhões, britadores, scalpers, caminhões pipa, LHDs e equipamentos subterrâneos — desempenha um papel específico e indispensável dentro do ciclo operacional, garantindo que o minério extraído seja movimentado com segurança, eficiência e baixo custo.
A escolha correta dos equipamentos, suas capacidades, limitações e condições ideais de operação influencia diretamente a produtividade, a estabilidade do fluxo de material e a viabilidade econômica da mina. Equipamentos mal dimensionados resultam em gargalos, desgaste prematuro e aumento significativo dos custos operacionais; por outro lado, uma seleção adequada, acompanhada de manutenção preventiva e boas práticas operacionais, assegura alta disponibilidade mecânica e maximiza o aproveitamento dos recursos minerais.
Assim, compreender profundamente as características de cada equipamento — desde caminhões fora-de-estrada a britadores primários, passando por sistemas de controle de poeira e máquinas subterrâneas — é essencial para projetar operações mais eficientes, seguras e sustentáveis. Em um setor cada vez mais tecnológico e competitivo, o domínio sobre esses equipamentos se torna um diferencial estratégico para engenheiros, gestores e operadores que buscam aprimorar seus resultados e garantir um processo produtivo robusto ao longo de toda a vida útil da mina.
7 . Referências Bibliográficas
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