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Doctoral Thesis
Full name
Edmo da Cunha Rodovalho
Knowledge Area
Date of Defense
São Paulo, 2016
Tomi, Giorgio Francesco Cesare de (President)
Lima, Gabriel Alves da Costa
Nader, Alizeibek Saleimen
Silva, Anna Luiza Marques Ayres da
Sousa, Wilson Trigueiro de
Title in English
An innovative approach for controlling operational parameters in open pit mining to reduce costs and environmental impacts.
Keywords in English
Alternative equipments
Diesel consumption
Energy efficiency
Tyre wear
Abstract in English
The main current challenges of the mining industry include aspects such leveraging the mine productivity, controlling costs and reducing environmental impacts. In most surface mining operations, overburden removal requires haulage over short distances. A comparison of different haulage options for short distances with respect to energy efficiency in open-pit mining is a key aspect for decision making, but only a limited number of recent research efforts have considered energy efficiency as a control variable in mining projects. Loading and haulage have an energy source that is highly dependent on fossil fuels. In addition, the equipment involved in these operations use tyres as an important input. There are many studies relating the fuel consumption and tyre wear to several performance indicators, but a methodology that identifies and prioritizes higher-impact variables under each specific operating condition is not available. This research proposes new methods using alternative equipment simulations for fuel consumption and tyre wear management. Such methods include multiple regression analysis, stochastic simulation and specialized software routines in order to identify and control operational performance variables related to diesel consumption, tyre wear and selection of new alternatives equipments. Considering alternative scenarios of equipment models, the results of the proposed method include a 14% reduction in specific fuel consumption and a 16% increase in productivity. Regarding the fuel management method, the reduction of diesel consumption reached 10%. For the tyre wear management method, the results indicated a potential to save up to 8.9 t of tyre rubber in only one quarter.
Title in Portuguese
Sem título em português.
Keywords in Portuguese
Consumo de diesel
Eficiência energética
Impactos ambientais
Seleção de equipamentos
Abstract in Portuguese
Na atualidade, a indústria de mineração possui como principal desafio alavancar sua produtividade, controlar custos e reduzir impactos ambientais. Muitas operações de mineração exigem transporte em pequenas distâncias. A comparação de diferentes opções de transporte em distâncias curtas considerando a eficiência energética é uma necessidade de operações de lavra a céu aberto, mas existem poucos estudos recentes que priorizam esta variável em projetos de mineração. As operações de carga e transporte são amplamente dependentes de combustíveis fósseis. Essas operações também necessitam de pneus como um importante insumo. Existem alguns trabalhos que relacionam o consumo de combustíveis e o desgaste dos pneus a variáveis operacionais, mas uma metodologia que identifique as variáveis de maior impacto frente a condições específicas ainda não está disponível. O presente trabalho fornece novos métodos de simulação para equipamentos alternativos, consumo de combustíveis e gestão do desgaste de pneus. Análises de regressão linear múltipla, simulações e ferramentas de desenho de mina permitem identificar e controlar variáveis ligadas ao consumo de combustíveis, desgaste de pneus e seleção de equipamentos. Os estudos envolvendo equipamentos alternativos alcançaram uma redução de 14% no consumo de diesel e um aumento de 16% na produtividade. Com relação às técnicas de gestão do consumo de combustível aplicada aos caminhões observou-se uma redução de 10%. Considerando o sistema de gestão de desgaste de pneus, a aplicação do método proposto possui um potencial de evitar o descarte de 8,9 t de borracha para pneus em apenas um trimestre.
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