modelagem e lavra de depositos de bentonita da

MODELAGEM E LAVRA DE DEPOSITOS DE BENTONITA DA REGIÃO DE BOA
VISTA, PARAIBA.
Tumkur Rajarao Gopinath, Departamento de Mineração e Geologia, CCT/Universidade
Federal de Campina Grande, Campus I, C.P.10009, Campina Grande, Paraíba, Brasil.
[email protected].
Homero José Loureiro Sarmento, FERBASA CIA de Ferro Ligas da Bahia.
Aarão de Andrade Lima, Departamento de Mineração e Geologia, CCT/Universidade
Federal de Campina Grande, Campus I, C.P.10009, Campina Grande, Paraíba, Brasil
RESUMO
A região de Boa Vista, no estado da Paraíba, concentra cerca de 60% das reservas
brasileiras de bentonita. Os principais depósitos encontram-se associados a pequenas
bacias de forma aproximadamente circular, distribuídas, geograficamente, nas localidades
de Juá, Lages e Bravo, estendendo numa distância de cerca de 10 km. O objetivo deste
trabalho é para desenvolver modelos de ocorrência do depósito para a lavra de argila de
pequenas dimensões. Neste trabalho a variável utilizada é espessura de argila obtida a
partir de furos de sondagem. A modelagem foi executada considerando a espessura de solo
e a bentonita. Os modelos elaborados mostram a grande variação na espessura e nas
complexidades na forma de ocorrência do deposito. A estimativa de reservas de argila e de
capeamento nos localidades de Juá e Lages foi feito utilizando os modelos desenvolvidos.
Palavra Chave: bentonita, modelagem, Paraíba,
ABSTRACT
Boa Vista region in the Paraíba state account for the 60% of the brasilian bentonite reserves.
Main depoistsare associated small basins of circular shape and are distribuited in localities of
Juá, Lages and Bravo, extending about 10 kms of extension. Objective of this work is to
develop model of occurrence for mining of small clay deposits. The variable used is the clay
thickness obtained from bore holes data. Modeling of the deposit was done considering clay
and soil cover. Models show a big variation in the thickness and the complexity of form of the
occurrence of the deposit. Reserve estimates of bentonite and soil cover in Juá and Lages
areas were carried out by utilizing the models elaborated during this work.
Key Words: bentonite, modeling, Paraiba
INTRODUÇÃO
A bentonita é uma argila largamente utilizada em muitos setores da industria, tais como
perfuração de poços de petróleo e de captação de água, fundições diversas, pelotização de
minério de ferro, industria química e farmacêutica, entre outros. As argilas bentoníticas de
Boa Vista – PB, formam pequenos depósitos, distribuídos numa distância de 10 km. As
rochas encaixantes são o derrame basáltico do terciário no lado leste e os granitos e
gnaisses do Pré-cambriano a oeste. Atualmente, estão sendo utilizados muitos programas
de computador na mineração de todo mundo. O software Datamine é um deles, é um
produto totalmente windows e possibilita a comunicação com outros softwares e banco de
dados externos. O Software mencionado usa uma combinação de modelagem Wireframes
(para superfícies e estruturas, etc.) e modelos de blocos para representar com exatidão
estruturas geológicas e as variações de teores em uma jazida.
OBJETIVOS
Os objetivos deste trabalho é para elaborar modelo de depósitos de bentonita das duas
minas Lages e Juá utilizando o software Datamine para que os modelos servir para
melhoramento de lavra de depósitos de pequenas dimensões e bem como aprimorar a
estimativa de reservas de argila na região de Boa Vista,
LOCALIZAÇÃO DA ÁREA
As principais jazidas de bentonita do Estado da Paraíba, encontram - se localizadas a
sudeste do Município de Boa Vista – PB. .O acesso de Campina Grande a Boa Vista é feito
através das rodovias BR 230 e BR 412, percorrendo - se cerca de 30 km e 20 km,
respectivamente. De Boa Vista aos depósitos, o acesso é feito percorrendo - se cerca de 13
km pela estrada pavimentada que liga aquele distrito á sede do município de Cabaceiras
(Figura 1)
Figura 1. Mapa de localização de área de estudo.
GEOLOGIA
Os depósitos de argilas bentoníticas da Paraíba, são associadas aos arenitos grosseiros
conglomeráticos na base gradando para arenitos finos, siltitos e argilas montmoriloníticas no
topo, com intercalações de delgadas camadas na porção medial, e possivelmente no topo.
Ainda encotra-se intercalados camadas finas de calcedônia na parte superior da seqüência.
No que se refere à idade de formação, foram atribuídos aos derrames basálticos que a
capeiam a idade de Cretáceo superior – Terciário inferior (Ennes & Santos, 1975 apud
Brasil, 1981) (Figura 2).
Com relação a gênese dos depósitos, foram levantadas diversas hipóteses: sedimentar, por
Caldasso(1979); hidrotermal, por Pinto e Pimentel (1968); vulcano-sedimentar, por Ennes e
Santos (1975) além de Caldasso (op. cit. ) e DNPM (1973). Trabalho de Muniz e Silva
(1995) apontou impactos ambientais e recuperação da área lavrada de bentonita na região
de Boa Vista. Os estudos detalhados de geologia, mineralogia e química pelo Gopinath et al
(1981 e 1988), mostraram que as argilas bentoníticas de Boa Vista são resultado de
alteração dos materiais piroclásticos de natureza tufo e lapilli provenientes do vulcanismo
local. A natureza litológica do derrame indica uma atividade explosiva resultando na
formação dos materiais fragmentados (vidros vulcânicos, em sua maioria), depositados em
paleodepressões e ambiente lacustres, sobre o derrame escoriáceo e rochas gnáissicas, a
leste e oeste respectivamente. Tais depressões, no entanto, funcionaram também como
locais de acumulação dos detritos grosseiros com atividades orgânicas, antes do
preenchimento por materiais piroclásticos. A divitrificação dos materiais vítrios, em
condições alcalinas propiciou a formação de argilas montmoriloníticas bem com liberação
de grande quantidade de sílica que se encontra em forma de calcedônia na região.
Figura 2. Mapa geológico da região de Boa Vista, Pb
METODOLOGIA
As jazidas Lages e Juá foram os alvos para a modelagem geológica utilizando os pacotes
de softwares de mineração. A pesquisa foi desenvolvida mediante a utilização de dados, tais
como: furos de sondagem, mapas geológicos, mapas topográficos já que a área vem sendo
estudada e explorada há várias décadas. Foram analisados 62 furos de sondagem a trado
da jazida Lages e 37 pertencentes à jazida Juá dos relatórios finais de pesquisa,
apresentado ao DNPM.
Os dados citados acima foram processados e analisados pelo Software Datamine, seguindo
uma rotina pré-estabelecida. Na jazida Lages e Jua, com o auxílio dos softwares Datamine e
Geoeas foi feita uma estimativa geoestatística para os locais onde não foram realizados
furos de sondagem, sendo gerado um novo modelo teórico, conseqüentemente aumentando
a estimativa de reserva.
Os quatro arquivos foram importados para o Datamine e criados arquivos correspondentes
que tem a forma de collars.dm; surveys.dm; assays.dm e geology.dm, no formato binário.
Agora os arquivos de entrada foram agrupados e condensados em um só arquivo: Holesc. O
arquivo Holesc contém a posição e orientação de cada furo de sondagem, e adicionalmente,
informações de litologia, em 3 dimensões.A Figura 3, mostra a malha de sondagem da
jazida Lages. A espessura de bentonita foi obtida de um total de 62 furos na área Lages e
de 32 furos na área de Juá. Um banco de dados digital foi criado a partir das informações
disponíveis e contém as informações sobre: localização geográfica da área, topografia do
terreno, sondagem a trado, etc (Datamine, 1998; DeTomi et.all , 1998).
Figura 3. Malha de sondagem de área de Lages.
MODELAGEM GEOLÓGICA
A elaboração do modelo geológico tri-dimensional da jazida de Lages e Juá obedeceu a
seguinte procedimento: Interpretação vertical das litologias nos perfis geológicos: a
modelagem da jazida foi baseada na interpretação das seções verticais leste/oeste.Criação
de modelos geométricos (strings e wireframes) dos depósitos a partir das interpretações
verticais; Modelagem tridimensional do terreno: o mapa topográfico foi digitalizado com o
auxílio de uma mesa digitalizadora e do programa Autocad, posteriormente esses dados
foram importados pelo Datamine. As figuras 3 & 5 mostram as malhas de sondagens das
áreas de Lages e Juá respectivamente.
STRINGS OU POLIGONAIS
Na área Lages, foram elaboradas 19 strings contendo informações sobre a argila bentonítica
e 19 strings contendo informações sobre o capeamento, baseadas em seções verticais
norte-sul. Essas poligonais foram usadas para a confecção da malha triangulada, base para
o modelo geológico. Na área Juá foram elaboradas 15 strings contendo informações sobre a
argila marrom chocolate, 6 strings sobre a argila creme e 6 strings contendo informações
sobre o capeamento, baseadas em seções verticais norte-sul
Figura 4. Perfil vertical de depósito da área de Lages.
Figura 5. Malha de sondagem, Jua’.
Figura 5. Perfis verticais de depósito da área de Juá.
MODELAGEM GEOLÓGICA
MODELAGEM DO SÓLIDO
O modelo de wireframe representa a forma geométrica dos corpos, também permite
a criação de modelo de blocos, que será desenvolvido numa etapa posterior. As figuras 4 &
6 mostram as jazida de Lages e Juá, respectivamente em 3 dimensões com a escala vertical
ampliada.
Figura 6. Modelo de depósito de Lages.
Figura 6. Modelo de depósito de Juá.
MODELO DE BLOCOS
As malhas trianguladas (Wireframe) não são capazes de descrever os conteúdos dos
volumes que delimitam. Para isto utilizaremos modelos de blocos para estimar o volume de
bentonita. O programa fornece o volume da malha triangulada e o volume do modelo de
blocos baseados no modelo do protótipo estabelecido e a tonelagem da bentonita. As
tabelas 1 & 2, mostram valores encontrados a partir dos modelos de blocos desenvolvidos
para as duas áreas.
Tabela 1 – Comparação entre os resultados obtidos nos modelos real e teórico
com os dados do DNPM – jazida Lages
MODELO
REAL
CATEGORIAS
Volume (m3)
MODELO
TEÓRICO
DADOS
DNPM
278 932,00
440 056,00
351 875,00
Volume da wireframe
(m3)
6 877 135,80
7 504 521,10
–
Diferença do volume
(m3)
6 598 203,80
7 064 465,10
–
Discrepância do volume
(%)
2 365,50
1 605,40
–
Volume de capeamento
(m3)
174 712,50
362 592,00
241 000,00
Densidade média do
minério
2,18
2,18
2,18
Tonelagem do bloco
(ton)
606 677,10
957 121,80
765 446,00
TABELA 2 – Comparação entre os resultados obtidos no modelo real
com os dados do DNPM – jazida Juá
CATEGORIAS
MODELO REAL
DADOS DNPM
Volume (m3)
174 122,40
201 200,00
Volume da wireframe (m3)
393 314,40
–
Diferença do volume (m3)
219 191,90
–
Discrepância do volume (%)
125,90
–
Volume de capeamento (m3)
89 191,70
107 860,00
Densidade média do minério
1,80
1,80
313 420,30
362 160,00
Tonelagem do bloco (ton)
CONCLUSÕES
A modelagem da jazidas de bentonita de pequenas dimensões, tais como de Lages e juá foi
conseguido com precisão razoável com software Datamine. Os modelos demonstram as
grandes irregularidades na espessura de argila causadas pelas superfícies irregulares sobre
as quais a bentonita formou, isso pode comprometer as reservas a serem estimadas.
Através da modelagem podem-se detectar essas irregularidades, facilitando-se o cálculo de
reserva e a lavra, assim minimizando o erro na estimativa de reservas. No caso de mina de
Lages a reserva estimada pelo modelo considerando a malha de amostragem executada
resultou num valor (606.677 t) abaixo daquele calculado pela empresa pelo método
tradicional (765.446 t). Quando a malha de amostragem é completada com as espessuras
estimadas nos locais onde não existiam dados, a reserva ficou em 957.121 t. No caso da
mina de Juá a reserva estimada pelo modelo (313.420 t) ficou abaixo do método tradicional
(362.160 t). Acredita-se que essas diferenças são atribuídas a diminuição do erro no cálculo
nos modelos desenvolvidos pelo Datamine.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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