O que são pushbacks e por que são necessários em minas a céu aberto?

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Um dos temas que nunca entendi bem na faculdade foi o conceito de pushbacks (também chamados de fases ou cortes) na mineração a céu aberto. Nos mostraram várias vezes um projeto de uma grande bancada (a bancada final), que depois foi dividida em fases menores (pushbacks) e eu não conseguia entender bem a razão disso. Eu tinha algumas teorias do porquê eu achava que isso acontecia. A mais convincente foi a teoria da pizza – eu sabia que a pizza é mais fácil de manejar quando é cortada em fatias e talvez seja por isso que a grande bancada seja sempre cortada em fases menores: para tornar as coisas mais fáceis de manejar. Você acreditaria se eu lhe dissesse que levou literalmente 3 minutos para que esse colega brilhante me explicasse o que são os pushbacks e por que eles são essenciais na mineração a céu aberto? As coisas nunca ficaram tão claras.

Os pushbacks podem ser definidos simplesmente como uma série de fases manejáveis (de fato, minha teoria da pizza quase acertou na mosca), que podem ser lavradas com os equipamentos de mineração disponíveis e que podem atender às restrições geotécnicas e operacionais práticas de mineração. Os pushbacks desempenham um papel fundamental no projeto e na otimização de minas a céu aberto. A programação da produção é baseada no conjunto subjacente de pushbacks. Portanto, a maneira e a abordagem usadas para selecionar, projetar e programar os pushbacks têm um impacto significativo, especialmente na lucratividade da mina.

As minas a céu aberto são lavradas de bancada em bancada a partir da bancada superior até o fundo da cava. Não há alternativa. O diagrama A abaixo representa uma grande bancada final (em vermelho), que não tem pushbacks. Como mencionado acima, a lavra de minas a céu aberto envolve a lavra completa da bancada superior da mina antes de passar para a bancada abaixo. Lavrar esta enorme cava sem nenhum pushback é o “pior cenário”, porque resulta no menor Valor Presente Líquido (VPL) para a mina. Nas bancadas superiores da mina, você precisa extrair muito estéril antes de conseguir atingir quantidades significativas de minério.

Diagrama A: Cava final sem retrocessos

Você pode ficar tentado a pensar que não há problema em ter que extrair muito estéril, porque vai acabar expondo muito minério e nadar em dinheiro. O Valor Presente Líquido, por ser uma função de tempo, discorda de você. Extrair quantidades significativas de minério mais adiante na vida da mina, na verdade, corrói o seu VPL. A grande cava sem pushbacks também representa um cenário de grande risco financeiro. Em primeiro lugar, será necessário muito capital para o decapeamento neste cenário. Em segundo lugar, na mineração, você está sempre exposto aos riscos associados a fatores externos, globais, como preços das commodities, taxas de câmbio, etc. Neste cenário, você se compromete a lavrar uma cava enorme e, levando em conta que pode demorar até você atingir o minério, qualquer mudança econômica negativa certamente vai arruinar a sua operação.

O problema apresentado no Diagrama A geralmente pode ser mitigado com a utilização de pushbacks. Agora, vejamos o Diagrama B abaixo, que representa a cava final (em vermelho) sendo cortada em 4 pushbacks (em azul claro). Lembrando que ainda estamos lavrando bancada por bancada a partir do topo, fica evidente que, no Diagrama B, uma quantidade relativamente menor de estéril precisa ser extraída no pushback 1 antes de atingir quantidades significativas de minério. Esse é o “melhor cenário”, que gera um VPL melhor porque quantidades significativas de minério são atingidas antes. Uma vez atingida uma quantidade significativa de minério no pushback 1, você pode começar a decapar o pushback 2 para não ficar encurralado num canto e garantir que o fornecimento de minério para a planta seja contínuo.

Diagrama B: Cava final sendo cortada em 4 pushbacks operacionais.

Um bom conjunto de pushbacks ajuda você a administrar os riscos financeiros associados a fatores externos globais – pelo menos, é melhor do que uma cava sem pushbacks. Também é uma noção interessante a ser levada em conta na gestão de riscos na mineração. O pushback que você está lavrando hoje (p. ex., o pushback 1) é sua última cava até o momento em que você decide extrair o próximo pushback (p. ex., o pushback 2). Antes de se comprometer com o próximo pushback, a norma é executar novamente o plano de vida da mina com base nos parâmetros econômicos e de engenharia mais recentes e em estimativas mais precisas. Assim, se os parâmetros (como preços, etc.) forem muito negativos, você terá se comprometido em extrair só um pushback e não toda a cava final e é possível que você ainda possa ganhar dinheiro nesse pushback, porque tem menos estéril com que se preocupar.

Agora, a pergunta crucial é: o que é considerado um bom pushback?

Qualquer pushback que você gerar deve primeiro ser capaz de tratar os seguintes pontos críticos:

  • Variáveis geotécnicas – o ângulo geral dos taludes deve ser respeitado para garantir a segurança do pushback. Observe que, em alguns raros casos, o ângulo dos taludes dos pushbacks pode ser ligeiramente mais agudo que o ângulo geral dos taludes da cava final. Geralmente, esse é o caso de pushbacks com uma vida útil menor com o fim de reduzir a quantidade de estéril dentro do pushback com paredes ajustadas. Certamente, esse é um tema para outro dia!
  • Restrições de qualidade e tamanho – as restrições de qualidade e tamanho incluem fatores como a quantidade desejada de material (minério e estéril) dentro do pushback, as taxas de extração para atingir as metas de produção e tamanho e tipo de equipamentos de mineração, que vão determinar a largura operacional mínima das bancadas no pushback.

Então, qual deve ser o tamanho do pushback?

A escolha da largura do pushback tem diversas consequências críticas para o VPL e a operação da mina. Os pushbacks que operam na largura mínima podem reduzir o decapeamento necessário e ajudá-lo a chegar ao minério rapidamente. No entanto, pushbacks estreitos dão pouca flexibilidade à operação e, portanto, podem resultar em custos operacionais relativamente mais altos. Por outro lado, pushbacks mais largos dão flexibilidade à operação. De modo geral, a eficiência e a produtividade de desmonte são relativamente maiores em pushbacks mais largos. Pushbacks mais largos também permitem melhores tempos de ciclo, porque o acesso para a frota de caminhões e a frota auxiliar também é mais largo. Mas, como você pode imaginar, pushbacks mais largos podem demandar uma quantidade significativa de decapeamento, grandes investimentos de capital e podem corroer o VPL devido ao tempo que leva para chegar ao minério. Portanto, sim, há um ponto ideal entre os pushbacks estreitos e largos. Ferramentas de otimização de pushbacks, como o Studio NPVS da Datamine, também podem ajudá-lo a otimizar o tamanho e a localização dos pushbacks.

Depois de tratadas as condições geotécnicas, assim como as restrições de qualidade e tamanho, o próximo passo é encontrar um conjunto de pushbacks práticos para ajudar você a otimizar os cronogramas e, consequentemente, maximizar o VPL de seu projeto. Isto geralmente é feito através de testes de cenário usando um software de otimização, como o Studio NPVS da Datamine.

Escrito por
Thabang Maepa
Líder de Soluções – Planejamento de Minas a Céu Aberto
Datamine Africa

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