BRPI0620848A2

BRPI0620848A2 - método de mineração a céu aberto com remoção de refugo, aparelho e método para a programação do mesmo

Info

Publication number: BRPI0620848A2
Application number: BRPI0620848-7A
Authority: BR
Inventors: Mark Zuckerberg; Peter Mitchell Stone
Original assignee: Bhp Billiton Innovation Pty
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2011-11-22
Also published as: AU2006332448A1; US20080290718A1; NZ569339A; US8103364B2; ZA200805375B; CN101400873A; RU2431041C2; WO2007076571A1; AU2006332448B2; BRPI0620848B1; RU2008131295A; CN101400873B; CA2634961A1

Abstract

MéTODO DE MINERAçãO A CéU ABERTO COM REMOçãO DE REFUGO, APARELHO E MéTODO PARA A PROGRAMAçãO DO MESMO. São descritos um método, aparelho e programa de computador para mineração por escavação com remoção de refugo, no qual o material é extraído de uma escavação aberta e parte do material é enviada para refugo. O método otimiza uma programação conjunta para extração e preenchimento com refugo. O método define uma rede de estradas (14) tendo uma pluralidade de nodos 16 com pelo menos alguns dos nodos 16a definindo pontos de entrada para uma pluralidade de depósitos de refugo. Os depósitos de refugo são ou depósitos de refugo internos ou depósitos de refugo externos. O material de refugo é movido ao longo da rede de estradas desde uma localidade na escavação até um nodo de entrada relativo a um dos depósitos de refugo e depositado no depósito de refugo. O material pode ser movido de depósitos de refugo externos para depósitos de refugo internos. Os depósitos de refugo internos são determinados a partir de um modelo em blocos provendo uma programação conjunta de extração e preenchimento, e espaços de agregados de preenchimento são determinados os quais compreendem agregados de blocos já submetidos à mineração de modo que o material é removido daqueles blocos para definir um espaço agregado de preenchimento que é então disponibilizado para atuar como depósito de refugo para o retorno do material de refugo à escavação.

Description

"MÉTODO DE MINERAÇÃO A CEU ABERTO COM REMOÇÃO DE REFUGO, APARELHO E MÉTODO PARA A PROGRAMAÇÃO DO MESMO"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção diz respeito a um método e aparelho para remoção de refugo na mineração a céu aberto.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Existem muitos modelos matemáticos para mineração a céu aberto para planejar a mineração de material em partes especificas da mina enquanto são consideradas diversas restrições. Estes modelos matemáticos permitem que programas de extrações sejam elaborados que otimizem o atual valor liquido da mina com relação à vida operacional da mina.

Tipicamente, uma mina é dividida em um número de "blocos" que consistem tipicamente de prismas retangulares de material, ou blocos agregados, e a mineração ocorre de acordo com uma programação pré-determinada para maximizar o valor liquido atual da mina. Isto envolve remover material da mina e enviar material para refugo, para estoque de minério ou para processamento.

Tipicamente, diversas minas podem ser exploradas em uma região em particular simultaneamente e o refugo é geralmente despejado em um local adequado. No entanto, freqüentemente há um limite de espaço disponível para depositar refugo além de existir o depósito de refugo que pode ser considerado agressivo ao meio ambiente. Portanto, a remoção de refugo precisa ser considerada como um item de otimização do valor líquido atual. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O objetivo da invenção é prover um método de mineração a céu aberto que otimize o valor liquido atual por meio da inclusão de meios de remoção de refugo bem como um aparelho e programa para executar tal método.

A invenção pode ser vista como um método de mineração a céu aberto com remoção de refugo que compreende:

a extração do material da mina a céu aberto e avaliação se o material deve ser enviado para qualquer um entre estoque de minério, refugo e processamento;

- a definição de uma rede de zonas interconectadas a uma pluralidade de zonas;

- a determinação do fluxo do refugo ao longo da rede desde sua origem na zona onde foi produzido até um destino, sendo este a zona em que o refugo será despejado, para prover uma estratégia simultânea de extração e remoção de refugo, a qual otimize o valor liquido de uma programação conjunta de extração e remoção de refugo; e

cada zona contendo uma pluralidade de blocos, material extraído de um dos blocos em uma zona sendo enviado para um ponto de entrada pré-determinado na rede de estradas, mover o material ao longo da rede e depositar este material de refugo pelo menos um depósito de refugo externo, e parte do material sendo removido na rede de estradas para terminar em uma zona dentro da escavação, e alocar o material movido para uma das zonas dentro da escavação proporcionalmente para um depósito de refugo interno definido por um agregado de preenchimento que coincide com tal zona, o agregado de preenchimento sendo um espaço formado após a extração de material de tal agregado e portanto livre de material original e depois que qualquer agregado de preenchimento situado abaixo daquele agregado tenha sido completamente preenchido.

Portanto, uma programação concorrente para material e remoção de refugo é desenvolvida a qual pode levar em conta restrições ambientais sobre o destino do refugo e, em vista destas restrições, produzir uma programação de extração e remoção de refugo que otimize o valor liquido da mina.

Preferivelmente, a zona onde o refugo é lançado é uma zona de escavação interna.

Ao mover o refugo ao longo da rede para uma zona dentro da escavação, o refugo pode ser movido de um espaço disponível pra outro espaço disponível dentro da escavação com base em considerações sobre mineração e, em particular, quais partes da mina devem ser exploradas em seguida.

A invenção consiste, ainda, em um método de mineração a céu aberto com remoção de refugo, que compreende:

- extrair material de uma escavação a céu aberto e determinação de uma proporção do material extraído para refugo;

definir uma rede de estradas tendo uma pluralidade de nodos, pelo menos alguns desses nodos definindo pontos de entrada para uma pluralidade de depósitos de refugo, e em que os depósitos de refugo são selecionados do grupo consistindo de pelo menos um depósito de refugo na mina e pelo menos um depósito de refugo externo; e - mover o material que irá para refugo ao longo da rede de estradas de uma localização na mina até um nodo de entrada relativo a um dos depósitos de refugo e depositar o material que irá para refugo no depósito de refugo, para prover uma estratégia conjunta de extração e fluxo de refugo que otimize o valor liquido de uma programação conjunta de extração e fluxo de refugo.

Preferivelmente, a etapa de extração de material compreende extrair o material com base em uma programação de extração em modelo de bloco e em que o depósito de refugo compreende um depósito de refugo interno na mina definido por um espaço na escavação que é determinado por um ou mais blocos do modelo de bloco que já foi submetido à extração.

Em uma modalidade o espaço compreende uma agregação de blocos determinada pela agregação de uma pluralidade de blocos no modelo de bloco.

Preferivelmente, o formato dos espaços é escolhido de forma a assegurar que os espaços sejam programados independentemente para serem preenchidos com refugo, de acordo com regras de precedência, sem violar restrições de reposição máxima de refugo em encostas.

Preferivelmente, a mina é dividida em uma pluralidade de zonas, cada zona contendo uma pluralidade de blocos e espaços para preenchimento em potencial, que formam depósitos internos de refugo.

Em uma modalidade o método compreende mover o refugo de uma zona na mina, ao longo da rede de estradas, até um depósito externo, e eventualmente deste depósito de refugo externo para um depósito de refugo no interior da mina.

Preferivelmente o custo da extração de material e seu fluxo para refugo são determinados desde a zona em que o refugo é removido na escavação, o caminho que o refugo percorre na rede de estradas via os nodos até o depósito de refugo em que o refugo é depositado.

Preferivelmente, a mina é dividida em uma pluralidade de zonas, cada zona contendo uma pluralidade de blocos, sendo o material extraído de um dos blocos em uma zona enviado até um ponto de entrada pré-determinado na rede de estradas, movendo o material ao longo da rede e depositando o refugo em pelo menos um depósito de refugo externo, e sendo parte do material de refugo movido na rede de estradas até terminar em uma das zonas no interior da mina, e alocando o material movido de uma das zonas no interior da mina proporcionalmente até um depósito de refugo interno definido por um agregado de preenchimento que coincide com tal zona, sendo o agregado de preenchimento um espaço formado depois da extração de material deste agregado e portanto livre do material original e depois que qualquer agregado de preenchimento situado abaixo de tal agregado tenha sido completamente preenchido.

A invenção pode ainda se referir a um aparelho para programar mineração a céu aberto com remoção de refugo, em que o material é extraído de uma mina aberta e uma programação é feita para que parte do material extraído seja enviada para refugo, sendo provida uma rede de estradas tendo uma pluralidade de nodos, pelo menos alguns dos nodos definindo pontos de entrada para uma pluralidade de depósitos de refugo, e em que os depósitos de refugo são selecionados entre o grupo de pelo menos um depósito de refugo interno e pelo menos um depósito de refugo externo, sendo o material de refugo movido ao longo da rede de estradas desde um ponto na mina até um nodo de entrada relativo a um dos depósitos de refugo, e depositando o material que irá para refugo no depósito de refugo, o referido aparelho compreendendo:

- um processador para dividir a mina em uma pluralidade de zonas e para alocar o material a ser movido de uma das zonas dentro da mina proporcionalmente até um depósito de refugo interno definido por um agregado de preenchimento que coincide com tal zona, o agregado de preenchimento sendo um espaço formado após a extração de material daquele agregado e portanto livre do material original e depois que qualquer agregado de preenchimento situado abaixo do referido agregado tenha sido completamente preenchido, para desta forma prover uma estratégia conjunta de extração e fluxo de refugo que otimize o valor liquido de uma programação conjunta de extração e fluxo de refugo.

A invenção pode ainda referir-se a um programa de computador para programar mineração a céu aberto com remoção de refugo, em que o material é extraído de uma mina aberta e parte do material extraído será enviada para refugo, compreendendo:

um código para definição de uma rede de estradas tendo uma pluralidade de nodos, pelo menos alguns dos nodos definindo pontos de entrada para uma pluralidade de depósitos de refugo, e em que os depósitos de refugo são selecionados do grupo consistindo de pelo menos um depósito de refugo interno e pelo menos um depósito de refugo 5 externo, de modo que o material a ser enviado para refugo transite ao longo da rede de estradas desde uma localização na mina até um nodo de entrada relativo a um dos depósitos de refugo e depositando o material a ser enviado para refugo no depósito de refugo;

um código para dividir a mina em uma pluralidade de zonas, cada zona contendo uma pluralidade de blocos de modo que o material extraído de um dos blocos em uma zona seja enviado até um ponto de entrada pré-determinado na rede de estradas e movido ao longo da rede e depositado em pelo menos um depósito de refugo externo e sendo parte enviada na rede de estradas até terminar em uma das zonas no interior da mina; e

um código para alocar o material movido de uma das zonas dentro da mina proporcionalmente até um depósito de refugo interno definido por um agregado de preenchimento que coincide com tal zona, o agregado de preenchimento sendo um espaço formado após a extração do material daquele agregado e portanto livre do material original e depois que qualquer agregado de preenchimento situado abaixo do referido agregado tenha sido completamente preenchido, para desta forma prover uma estratégia conjunta de extração e fluxo de refugo que otimize o valor líquido de uma programação conjunta de extração e fluxo de refugo. Preferivelmente o programa compreende ainda um código para programar a extração de material baseado em uma programação de extração em modelo de bloco, e um código para determinar um depósito de refugo interno definido por um espaço na mina que é determinado de um ou mais blocos do modelo em blocos que tenha sido sujeito à extração.

Preferivelmente o programa compreende ainda um código para determinar o custo da extração de material e seu fluxo para refugo, desde uma zona em que o refugo é removido na mina, o caminho que o refugo transita na rede de estradas através dos nodos, até o depósito de refugo em que o refugo é depositado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A titulo de exemplo serão descritas modalidades preferidas da invenção, com relação às figuras que acompanham, nas quais:

Figura 1 é uma vista plana de uma mina aberta e rede de estradas de acordo com uma modalidade da invenção;

Figura 2 é uma elevação lateral de uma das minas mostrada na Figura 1;

Figura 3 é uma elevação lateral de outra mina mostrada na Figura 1;

Figuras 4, 5, 6 e 7 são iguais à Figura 2 mostrando no entanto, em detalhe, os agregados que são extraídos para mineração de matéria no ponto P da mina; e

Figuras 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 e' 15 são diagramas iguais à Figura 2 mostrando o preenchimento de agregados para prover o depósito de refugo no interior da mina. DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA A otimização de planejamento estratégico de mina está relacionada com a decisão sobre quando programar a extração de blocos (ou agregados) de minério em um corpo de minério com relação à vida operacional com a devida consideração às restrições geotécnicas sobre encostas e mineração e restrições de capacidade de processamento. Tipicamente, uma programação de extração é determinada a qual divide a escavação da mina (isto é, a região da qual o material será extraído) em um modelo em blocos compreendendo tipicamente entre 10,000 e 20,000 blocos ou agregados. Tipicamente a determinação dos limites ótimos finais da escavação para a operação do minério misturado é estabelecida considerando todos os modelos em bloco que foram inputados por um usuário. Estes limites são usados para restringir a coleção de blocos a ser considerada na elaboração da programação anual detalhada para extração de material. Os diversos modelos em blocos são divididos em agregados de modo que o usuário tenha uma medida de controle sobre quantos agregados haverá. A estrutura de precedência entre estes agregados será herdada dos relacionamentos de precedência válidos para os blocos constituintes, e as regras de precedência resultantes são impostas aos agregados.

Estes agregados podem ser sub-divididos em agregados menores geralmente denominados lotes (bins) . A decisão de extrair um agregado, força a extração de cada lote dentro do agregado, no entanto, o processador fica livre ainda para tomar decisões de processamento separadamente para cada um dos lotes constituintes. 0 usuário define o lote de tal forma que maximize a flexibilidade no processamento da matéria dentro dos agregados.

Tomando como exemplo uma operação de minério de ferro, um lote típico seria a coleção de material de coberta dura (hard cap material) em um agregado que possui grau de ferro entre 57% e 60% e grau de sílica menor que 1.5%. Haverá tipicamente entre 10 e 20 lotes em cada agregado.

Estes agregados e lotes são programados sobre a vida da mina de tal forma a maximizar o valor líquido atual enquanto seguem a capacidade de mineração, capacidade de processamento, capacidade de mercado e restrições sobre encostas.

O princípio da modalidade preferida da invenção para mineração a céu aberto com remoção de refugo no interior da mina é o de que, da mesma maneira que a rocha é rastreada conforme é removida do solo, podemos ainda rastrear a rocha que é devolvida ao solo. Particularmente, cada bloco em um modelo de bloco ocupa uma posição no espaço, de modo que, da mesma forma que existem 0,1 variáveis da fórmula y(j,t)=1 se e somente se bloco j foi minerado durante ou antes do período t, existem 0,1 variáveis w(j,t) com w(j,t)=1 se e somente se a localidade ocupada pelo bloco j já foi preenchida com refugo durante ou antes do período t. As restrições de precedência são fornecidas entre w (j,t) para codificar as restrições de encosta para o depósito de refugo, isto é, que a localidade do bloco j não pode ser preenchida no período t a não ser que outras localidades estejam também preenchidas no período t (seja porque elas mesmas foram preenchidas com refugo durante ou antes do período t, ou porque nunca foram extraídas em primeiro lugar).

Preferivelmente a localidade na qual o refugo é gerado é rastreada de cada localidade j com variáveis da forma u(j, k, t) indicando as toneladas de refugo da localidade j que são depositadas na localidade k durante o período t. A origem do refugo a ser depositado em k é relevante já que é determinante do custo de estradas. Ao se dividir cada mina em uma rede de zonas interconectadas, o número de variáveis é reduzido, desta forma tornando a questão de rastreamento de refugo administrável.

Portanto, é apenas necessário introduzir variáveis u(p, q, t) para zonas ρ e q que são adjacentes umas às outras, bem como os custos associados com o movimento do material entre os mesmos, e um processador irá então determinar a melhor rota desde a origem até o destino por meio destes movimentos elementares de uma zona até a zona adjacente.

Pref erivelmente, cada zona da mina irá atender restrições de equilíbrio-massa que asseguram que a quantidade de refugo produzida nos amontoados extraídos que intersecionam a zona, somado à quantidade de refugo transportada para o interior da zona desde fora, é igual à quantidade de refugo depositada na zona somada com a quantidade de refugo transportada para fora da zona. Um processador irá decidir como alocar o volume de refugo designado a ser depositado na zona para os diversos amontoados de preenchimento que intersecionam a zona. Enquanto há certeza de que não existem ciclos de custos não-positivos na rede, cada solução otimizada para este subproblema, de fluxo da rede, será fragmentada em caminhos de fluxo desde as localidades onde o refugo é produzido até localidades onde o refugo é depositado.

As zonas não precisam necessariamente ser subconjuntos de escavação. Uma zona pode ser a localidade ao longo do caminho (onde não ocorre produção ou depósito de refugo), ou um depósito de refugo externo. Desta forma o processador pode custear adequadamente os movimentos ao longo da rede de estradas da mina bem como entre os depósitos de refugo externos.

Uma das principais dificuldades com a abordagem acima é que implementar restrições de precedência nos espaços de preenchimento requer uma variável binária para cada "amontoado de preenchimento" e cada período. Isto essencialmente dobra o número de variáveis inteiras com as quais o otimizador precisa se preocupar.

Para reduzir o número de variáveis inteiras, é preferível que o problema seja solucionado conforme as duas etapas a seguir.

Na primeira etapa, as precedências entre os amontoados de preenchimento somente serão modeladas aproximadamente por meio de variáveis contínuas. Esta restrição indica que nenhum amontoado de preenchimento pode ficar mais cheio que seus antecessores. A observação importante é que enquanto estas "restrições de preenchimento" não captam totalmente a realidade do relacionamento de precedência dentro do modelo (já que um amontoado de preenchimento não pode ao menos ser iniciado até que todos seus antecessores tenham sido completamente preenchidos), elas de fato garantem que exista um relacionamento de precedência válido. Isto é, embora as variáveis que representem a proporção de um amontoado de preenchimento cheio em um determinado momento t possam não descrever qualquer realidade viável, não obstante uma solução "viável" para este modelo flexível implica que existe alguma programação genuinamente viável (para o modelo rígido) que é compatível com a programação de extração apresentada como solução pelo modelo flexível. A razão para tal, em linhas gerais, é que embora não seja possível preencher pela metade um espaço situado acima de um espaço que está apenas meio cheio, podemos de qualquer modo imaginar que o material foi depositado no ar e que este espaço mais alto simplesmente cai dentro do espaço mais baixo.

Uma vez fornecida uma solução para este problema da "etapa 1", um problema da "etapa 2" pode ser resolvido no qual a extração é forçada a seguir (ou seguir aproximadamente), a escala determinada na etapa 1 (desta forma simplificando o problema e permitindo que possamos implementar a versão rígida das restrições de precedência) e o processador encontra a melhor solução genuinamente viável para o problema de programação de depósito de refugo que é consistente com a programação de extração.

Com relação à Figura 1 que mostra uma vista plana de duas escavações 10 e 12 interconectadas por uma rede de estradas 14 com uma pluralidade de nodos 16 definidos ao longo da rede de estradas 14, deve ser entendido que as escavações 10 e 12 podem estar distantes uma da outra e a rede 14 é extremamente longa. A rede de estradas 14 possui uma pluralidade de depósitos de refugo denominados depósito de refugo 1, até depósito de refugo 5, cada depósito de refugo possuindo um nodo de entrada 16a associado ao mesmo.

As Figuras 2 e 3 mostram vistas elevadas das escavações 10 e 12, respectivamente.

Cada escavação 10 e 12, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, é dividida em limites de zonas de refugo ilustrados pelas linhas pontilhadas 18 (somente algumas marcadas com a referência numérica 18) nas Figuras 2 e 3. A escavação possui ainda uma pluralidade de limites de agregados de matéria prima que definem os blocos ou agregados de blocos, conforme representados pelas linhas pretas finas 20 (somente algumas marcadas com a referência numérica 20) nas Figuras 2 e 3. A escavação é ainda dividida em uma pluralidade de espaços agregados de preenchimento que são definidos pelos limites desenhados nas linhas pretas grossas 21 (somente algumas indicadas) nas Figuras 2 e 3. 0 material a ser extraído das escavações é extraído de acordo com os modelos de programação de blocos previamente descritos e parte do material será destinada para processamento, parte será destinado para estoque de minério para possível processamento futuro e parte será destinada para refugo. Em algumas operações, o estoque de minério poderá não ser usado e o material ou irá para processamento ou para refugo.

Inicialmente, nos primeiros anos de vida de uma mina, o refugo não irá para os depósitos de refugo externos 1 a 5 porque não houve liberação de espaço nas escavações 10 e 12 para depósito de refugo interno. Entretanto, a medida em que mais material é extraído da mina, os limites de preenchimento 21 irão definir espaços abertos nos quais o material de refugo pode ser depositado.

Tipicamente, o custo associado com o fluxo de material de refugo de seu ponto de extração na mina até um dos depósitos de refugo externos e daí para um depósito de refugo interno, ou diretamente para um depósito de refugo terminal, é determinado pelo caminho que o refugo irá seguir de forma a ser movido de seu ponto de extração até o depósito de refugo externo ou o depósito de refugo interno. Este caminho é definido pelo nodo 16 e portanto, por força do número de nodos 16 que são cruzados, um custo relativo ao movimento do refugo pode ser determinado. Cada um dos nodos 16 na rede de estradas 14 é definido por um número de nodo, um número de caminho e um número de localidade naquele caminho. O mesmo número de nodo pode estar associado com caminhos múltiplos (isto indicaria uma interseção de dois caminhos naquele ponto). As localidades ao longo de qualquer caminho são numeradas consecutivamente desde um. Os custos por distância unitária para a frente (até o próximo número de localidade no mesmo caminho) e para trás são definidos para cada um dos caminhos na rede, e os depósitos de refugo externos são designados para uma localidade na rede (conforme identificado pelos nodos de entrada 16a).

Para cada bloco no modelo em blocos, o usuário pode determinar até 3 pontos de entrada em potencial 24, 26, 28 conforme ilustrado na Figura 1 para refugo produzido em tal bloco para ingressar na rede de estradas 14, juntamente com o custo associado por metro cúbico de refugo para ganhar acesso até a rede de estradas 14. As entradas das escavações 10 e 12 na rede de estradas 14 são mostradas como uma linha única para facilidade de ilustração. Pode ser assumido em contrapartida que estes pontos de entrada servem ainda como pontos de saida dos quais o material de refugo na rede de estradas pode ser depositado de volta no espaço ocupado por aquele bloco, e custos associados em dólares por metro cúbico são também assinalados.

No entanto, para facilitar a complexidade, o movimento do refugo não é rastreado em nivel de bloco. Ao invés, para facilitar a complexidade, o movimento do refugo é rastreado em um nivel de zona conforme definido pelos limites de zona 18 mostrados nas Figuras 1 a 3. As zonas definidas pelos limites 18 são escolhidas de modo que dois blocos somente podem pertencer a uma mesma zona se ambos estão ligados ao mesmo caminho ou caminhos na rede de estradas 14. Para cada caminho ao qual se vincula um bloco em uma zona, todos os blocos dentro da zona são considerados como ligados à média de localidades no caminho dos blocos constituintes, e na média dos custos associados. Em outras palavras, para cada bloco em uma única zona, o mesmo custo é associado com fluxo de refugo na rede de estradas 14.

Portanto, a modalidade preferida da presente invenção provê 3 diferentes tipos de agregação, a saber:

agregação de blocos em amontoados de extração e câmaras; agregação do espaço ocupado pelos blocos nos espaços agregados de preenchimento; e

agregação do espaço ocupado por blocos na zona de refugo.

Estas agregações podem ser definidas independentemente e assim, uma zona pode coincidir diversas agregações de extração bem como diversas agregações de preenchimento.

A programação de extração otimizada e remoção de refugo pode buscar a extração de material identificado no ponto P na Figura 2. Para tanto, os agregados são inicialmente extraídos, conforme mostrado na Figura 4 e cruzados. Agregados adicionais mostrados na Figura 5 e cruzados são então extraídos para extrair o material no ponto P. Alternativamente, a programação pode meramente especificar que a soma dos dois conjuntos de agregados mostrada na Figura 4 e Figura 5 é extraída em um procedimento ao invés de em dois procedimentos mostrados acima.

Restrições de encostas evitariam a extração dos agregados mostrados nas Figuras 6 e 7 como etapa inicial uma vez que isto iria resultar em encostas que provavelmente irão causar uma avalanche ou queda de barreira.

Conforme mais bem ilustrado nas Figuras 2 e 3, agregados de preenchimento 30, 35, 40 e 50 são espaços que podem potencialmente ser preenchidos com material de refugo. Os agregados de preenchimento 30, 35, 40 e 50 são construídos a partir dos modelos em bloco pela agregação do espaço ocupado pelos blocos no modelo em blocos (possivelmente incluindo blocos de ar) em espaços desconexos. O formato especifico destes agregados de preenchimento 30, 35, 40 e 50 é escolhido de tal modo que assegure que os agregados de preenchimento possam ser programados independentemente para preenchimento, de acordo com as regras de precedência, sem violar restrições de encosta para limites de reposição de refugo. Estas restrições podem ser estabelecidas pelo usuário e simplesmente compreendem ângulos de encosta máximos para o refugo quando depositado nos espaços.

Por exemplo, se o espaço ocupado por algum bloco constituinte no agregado de preenchimento 30 deve ser definido antes do espaço ocupado por algum bloco constituinte no agregado de preenchimento 40, então de acordo com a modalidade preferida da invenção, será sempre o caso de que não existe bloco constituinte no agregado de preenchimento 4 0 que deva ser preenchido antes do espaço ocupado por qualquer bloco constituinte no agregado de preenchimento 30. É portanto suficiente reforçar a regra de precedência que o agregado de preenchimento 30 deve estar completamente cheio antes que qualquer depósito de refugo aconteça no agregado de preenchimento 40, uma vez que o formato do agregado 30 é tal que o agregado 30 pode de fato ser preenchido antes que qualquer despejo seja iniciado no agregado 40. O agregado de preenchimento 35 não é considerado disponível para depósito de refugo até que todos os agregados de preenchimento que coincidem com o agregado 35 por um raio pré-determinado estejam livres de seu material original, e até que todos os agregados de preenchimento precedentes (tais como os agregados 30, 40 e 50) tenham sido completamente preenchidos.

As Figuras 8 a 15 mostram os espaços de preenchimento sendo preenchidos em seqüência sendo o espaço 29 preenchido primeiro (Figura 8), em seguida o espaço 30 sendo preenchido (Figura 9), em seguida o espaço 40 sendo preenchido (Figura 10), seguido pelo preenchimento do espaço 51 (Figura 11) , em seguida o espaço 50 (Figura 12), seguido do espaço 35 (Figura 13), e em seguida o espaço 52 (Figura 14), e em seguida o espaço 53 (Figura 15) . Deve ser enfatizado que isto é meramente ilustrativo e que o despejo do refugo nos agregados de preenchimento poderia seguir uma programação diferente, dependendo da disponibilidade de espaços enquanto mantendo as restrições de encosta de modo a prover o melhor valor liquido atual da mina em termos tanto de extração de material da mina como de depósito de refugo.

Um agregado de preenchimento 61 pode se estender acima do nivel de solo original da mina conforme mostrado na Figura 3.

Em outra modalidade da invenção, uma restrição adicional diz respeito ao preenchimento de blocos que estão localizados abaixo do lençol d'água da mina. Nesta modalidade, todo o agregado de preenchimento contendo um bloco situado abaixo do lençol d'água precisa ser preenchido e, para fazer isto, aqueles agregados de preenchimento são divididos no lençol d'água de modo que nenhum preenchimento extra seja necessário. Para atender a esta restrição, o material pode ser recuperado de um depósito de refugo externo no último ano de vida da mina e movido ao longo da rede de estradas 14 de volta para as escavações.

Uma vez que modificações dentro do espírito e escopo da invenção podem facilmente ser efetuadas pelos técnicos no assunto, deve ser compreendido que esta invenção não está limitada à modalidade particular descrita como exemplo acima.

Nas reivindicações que seguem e na descrição anterior da invenção, exceto quando o contexto determina de outra maneira em vista de linguagem específica ou implicação necessária, a expressão "compreende" ou variações tais como "compreendem" ou "compreendendo", são usadas em um sentido inclusivo, isto é, para especificar a presença das características citadas mas não para excluir a presença ou adição de características adicionais em diversas modalidades da invenção.

Claims

1. Método de mineração a céu aberto com remoção de refugo, caracterizado pelo fato de compreender: extração de material da escavação aberta e determinação se o material será enviado para um ou mais entre estoque de minério, refugo ou processamento; definição de uma rede de zonas interconectadas a uma pluralidade de zonas; e determinação do fluxo de refugo ao longo da rede desde sua origem que consiste na zona em que o refugo foi produzido até um destino que consiste na zona em que o refugo será depositado, para prover uma estratégia de movimentação conjunta de extração e remoção de refugo, que otimiza o valor liquido de uma programação conjunta de extração e fluxo de refugo; e cada zona contendo uma pluralidade de blocos, material extraído de um dos blocos em uma zona sendo enviado para um ponto de entrada pré-determinado na rede de estradas, mover o material ao longo da rede e depositar este material de refugo pelo menos um depósito de refugo externo, e parte do material sendo removido na rede de estradas para terminar em uma zona dentro da escavação, e alocar o material movido para uma das zonas dentro da escavação proporcionalmente para um depósito de refugo interno definido por um agregado de preenchimento que coincide com tal zona, o agregado de preenchimento sendo um espaço formado após a extração de material de tal agregado e portanto livre de material original e depois que qualquer agregado de preenchimento situado abaixo daquele agregado tenha sido completamente preenchido.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que parte do refugo é também depositado em uma zona no interior da mina.

3. Método de mineração a céu aberto com remoção de refugo, caracterizado pelo fato de compreender: extração do material de uma escavação aberta e determinação de parte do material extraído para refugo; definição de uma rede de estradas possuindo uma pluralidade de nodos, pelo menos alguns dos nodos definindo pontos de entrada para uma pluralidade de depósitos de refugo, e em que os depósitos de refugo são selecionados do grupo de pelo menos um depósito de refugo interno e pelo menos um depósito de refugo externo; e locomoção do material destinado a refugo ao longo da rede de estradas desde uma localidade na escavação até um nodo de entrada relativo a um dos depósitos de refugo e depósito do material destinado a refugo no depósito de refugo, para prover uma estratégia conjunta de extração e fluxo de refugo que otimiza o valor líquido de uma programação conjunta de extração e fluxo de refugo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de extração do material compreende a extração de material com base em uma programação de extração de modelo em blocos e em que o depósito de refugo compreende um depósito de refugo interno definido por um espaço na escavação que é determinado por um ou mais blocos do modelo em blocos que já foi previamente submetido à extração.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o espaço compreende um agregado de bloco determinado pela agregação de uma pluralidade de blocos no modelo em blocos.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o formato dos espaços é escolhido para assegurar que os espaços possam ser programados independentemente para reposição com refugo, sujeito às regras de restrição, sem violação das restrições de encosta quanto ao máximo de reposição de refugo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a escavação é dividida em uma pluralidade de zonas, cada zona contendo uma pluralidade de blocos e espaços de reposição em potencial que formam depósitos de refugo internos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender o fluxo de refugo de uma zona na escavação, ao longo da rede de estradas, até um depósito de refugo externo, e eventualmente do depósito de refugo externo até um depósito de refugo interno.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o custo de extração de material e seu fluxo para refugo são determinados a partir da zona da qual o refugo é removido na escavação, o caminho que o refugo percorres na rede de estradas através dos nodos e até o depósito de refugo no qual o refugo é depositado.

10. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a escavação é dividida em uma pluralidade de zonas, cada zona contendo uma pluralidade de blocos, o material extraído de um dos blocos em uma zona sendo enviado até um ponto de entrada pré- determinado na rede de estradas, movimentando o material ao longo da rede e depositando o refugo no pelo menos um depósito de refugo externo, e parte do material de refugo sendo movido na rede de estradas até o término em uma das zonas dentro da escavação, e alocando o material movido para uma das zonas dentro da escavação proporcionalmente até um depósito de refugo interno definido por um agregado de preenchimento que coincide com tal zona, o agregado de preenchimento sendo um espaço formado após a extração de material do referido agregado e portanto livre de material original e depois que qualquer agregado de preenchimento situado abaixo daquele agregado tenha sido completamente preenchido.

11. Aparelho para programação de mineração a céu aberto com remoção de refugo, caracterizado pelo fato do material ser extraído de uma escavação aberta e sendo feita uma determinação de que parte do material extraído irá para refugo, sendo provida uma rede de estradas tendo uma pluralidade de nodos, pelo menos alguns dos nodos definindo pontos de entrada para uma pluralidade de depósitos de refugo, e em que os depósitos de refugo são selecionados do grupo de pelo menos um depósito de refugo interno e pelo menos um depósito de refugo externo, e o material destinado para refugo será movido ao longo da rede de estradas de uma localidade na escavação até um nodo de entrada relativo a um dos depósitos de refugo e depositando o material destinado a refugo no depósito de refugo, o aparelho compreendendo: um processador para dividir a escavação em uma pluralidade de zonas, e para alocar o material a ser movido para uma das zonas dentro da escavação proporcionalmente até um depósito de refugo interno definido por um agregado de preenchimento que coincide com tal zona, o agregado de preenchimento consistindo de um espaço formado após a extração do material daquele agregado e portanto livre de material original e depois que qualquer agregado de preenchimento situado abaixo do agregado tenha sido completamente preenchido, para desta forma prover uma estratégia conjunta de extração e remoção de refugo que otimiza o valor liquido de uma programação conjunta de extração e remoção de refugo.

12. Método para programar mineração a céu aberto com remoção de refugo, caracterizado pelo fato do material ser extraído de uma escavação aberta e parte do material extraído ser destinado para refugo, compreendendo: código para definição de rede de estradas tendo uma pluralidade de nodos, pelo menos alguns dos nodos definindo pontos de entrada para uma pluralidade de depósitos de refugo, e em que os depósitos de refugo são selecionados do grupo de pelo menos um depósito de refugo interno e pelo menos um depósito de refugo externo, de modo que o material destinado para refugo é movido ao longo da rede de estradas desde uma localidade na escavação até um nodo de entrada relativo a um dos depósitos de refugo e depositando o material destinado a refugo no depósito de refugo; código para dividir a escavação em uma pluralidade de zonas, cada zona contendo uma pluralidade de blocos de modo que o material extraído de um dos blocos em uma zona é enviado até um ponto de entrada pré-determinado na rede de estradas e movido ao longo da rede e depositado no pelo menos um depósito de refugo externo, e parte é enviada na rede de estradas até terminar em uma das zonas no interior da escavação; e código para alocar o material movido para uma das zonas dentro da escavação proporcionalmente até um depósito de refugo interno definido por um agregado de preenchimento que coincide com tal zona, o agregado de preenchimento sendo um espaço formado após a extração de material daquele agregado e portanto livre do material original e depois que qualquer agregado de preenchimento situado abaixo daquele agregado tenha sido completamente preenchido, para desta forma prover uma estratégia conjunta de extração e fluxo de refugo que otimiza o valor liquido de uma programação conjunta de extração e fluxo de refugo.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o método compreende um código para programar a extração de material baseado em uma programação de extração de modelo em blocos, e código para determinar um depósito de refugo interno definido por um espaço na escavação que é determinado de um ou mais blocos do modelo em blocos que já foi submetido à extração.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o método compreende um código para determinar o custo da extração de material e o fluxo do mesmo para refugo, desde a zona em que o refugo é removido na escavação, o caminho que o refugo percorre na rede de estradas por meio dos nodos e o depósito de refugo no qual o refugo é depositado.