ANÁLISE DE SEGURANÇA

OPERACIONAL EM TRÁFEGO

DE MINA

Apresentação da Empresa

• A Vale foi fundada em 1942 e hoje é a segunda maior mineradora do mundo.

• Com sede no Brasil e atuação em 38 países, a empresa emprega mais de 138 mil pessoas.

• Maior produtor mundial de minério de ferro e o segundo maior produtor de níquel.

• Produzimos ainda cobre, carvão, manganês, ferro-ligas, fertilizantes, cobalto e metais do grupo da platina. Atuamos também no setor de Logística, Siderurgia e Energia.

A Gerência de Planejamento de Lavra do Sistema Ferrosos Sul da Vale é responsável pelo planejamento quinquenal de lavra de 10 minas e conta com uma equipe de 20 técnicos e engenheiros.

Hoje somos referência em simulação de operações de mina e trabalhamos em conjunto com outras diretorias operacionais na implantação destas ferramentas.

Apresentação da Empresa

Temos várias aplicações de simulação na Vale relacionadas a operações em minério de ferro:

1. Estudo de capacidade produtiva;

2. Dimensionamento de equipamentos;

3. Estudo de variabilidade de qualidade de minério;

4. Análise de risco de acidentes;

5. Simulação de usinas de tratamento de minério;

6. Entre outras...

Apresentação da Empresa

Apoio Paragon

Para alcançarmos estes objetivos, tivemos o apoio da Paragon em nosso projeto pioneiro “SimuLavra” em 2007 e até hoje contamos com suporte e treinamentos que permitem a nossa evolução contínua.

Objetivos

Desenvolver modelo de simulação que detalhe o tráfego de caminhões na mina para mensurar riscos de colisão e intensidade de fluxo em trechos.

Com isso propor ações de bloqueio na mina com foco em segurança!

Introdução

Introdução

Carregamento Transporte

Descarga de Minério Descarga de estéril

A 2

A 1

A n

P 1

P 2

P n

Como um sistema de transporte de material caminhão/carregadeira trabalha?

Introdução

Plano anual de lavra

Distância média de transporte Rotas Massa Qualidade

Metas; Restrições;

Cálculo de Frota

Operar Mina

Porte dos equipamentos Qtde. de transportadores Qtde. de carregadores DF

Introdução

Não era mensurado informações de tráfego de caminhões na mina relacionados ao plano de lavra e ao dimensionamento de frota

Previsão de Produção, Qualidade, Quadro de pessoal, etc...

Plano anual de lavra

Metas; Restrições;

Cálculo de Frota

Operar Mina

Porte dos equipamentos; Qtde. de transportadores; Qtde. de carregadores; DF

Introdução

Previsão de Produção, Qualidade, Quadro de pessoal, etc...

Informações de intensidade de tráfego por trecho da mina e de intervalo de chegadas simultâneas de caminhões (0 a 6 seg.) em cruzamentos

Simulação

Ações de Bloqueio

Distância média de transporte Rotas Massa Qualidade

Introdução

Fonte: Internet

Empresa: Não divulgado

Introdução

O modelo

• Organizado em 44 submodelos que dividem lógicas específicas;

• 124 variáveis;

• Paradas Programadas seguindo Schedule;

• Paradas não programadas (transporte e carga) seguindo distribuição de Probabilidade;

• 5 replicações;

• Warm-up – 2 semanas;

• Três meses de desenvolvimento;

• Um mês para estudo de caso;

O modelo – Velocidades x perfil

DISTÂNCIA

(Km) PERFIL DIST. VEL DO

PERFIL CONF.

PORTE

... 1,2 ou 3 NORM(µ,σ)

... 1,2 ou 3 NORM(µ,σ)

... 1,2 ou 3 NORM(µ,σ)

... 1,2 ou 3 NORM(µ,σ)

PEQUENO PORTE MÉDIO PORTE

GRANDE PORTE

PERFIL DESL.

CHEIO

DESL.

VAZIO

DESL.

CHEIO

DESL.

VAZIO

DESL.

CHEIO

DESL.

VAZIO

1 NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ)

2 NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ)

3 NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ) NORM(µ,σ)

1 2 3

1

Cruzamento Cruzamento

Fila

Vetor “Caminho”

O modelo – Modelagem

. . .

FILA

. . . F

ILA

. . .

FILA . . . F

ILA

Cruzamento C

HE

GA

DA

S

CHEGADAS

CH

EG

AD

AS

CHEGADAS

O modelo – Modelagem

O modelo – Modelagem

CR1

CR2

CR3

CR4

Minério

Estéril

Load Area 1

Load Area 2

Load Area 3 Load Area 4

Cada cruzamento é caracterizado por um conjunto de

filas que recebem os transportadores de cada par de

origem/destino.

Ex: Cruzamento 1:{ Fila 1;Fila 2;Fila 3;Fila 4};

Quando um transportador chega em uma determinada fila

pertencente a um cruzamento, os seguintes estados podem

ocorrer:

PROCEDIMENTO DE CONTROLE DE TRÁFEGO NOS CRUZAMENTOS

O modelo – Modelagem

Estado 1:Número de transportadores igual a 0 para

todas as filas pertencentes ao cruzamento e cruzamento

livre;

. .

. .

. .

. .

O modelo – Modelagem

Estado 2:Número de transportadores igual a 0 para

todas as filas pertencentes ao cruzamento e cruzamento

ocupado;

. . . .

. . . .

O modelo – Modelagem

Estado 3: Número de transportadores maior que zero

em pelo menos uma fila pertencente ao cruzamento e

cruzamento ocupado.

O modelo – Modelagem

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Chegada ao Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Cruzamento Livre?

Sim

Não Não

Sim Transita no Cruzamento

Segue próximo par O/D

Espera até liberar o

Cruzamento

Filas do cruzamento

vazias?

Sim

Não

Fila (Hold Infinito)

O modelo – Modelagem

Animação

Resultados

2

4

3

1 Trecho 1

Trecho 2

Área 3

Área 4

Área 2 Pilha de estéril

Instal. de Britagem

Área 1

2

4

1

Trecho 3

Resultados

Redução de 40% de intensidade de tráfego nos trechos críticos

14,88% 15,21%

18,09%

11,48%

7,02%

0,76% 0,33%

10,04% 9,83%

4,91%

7,45%

0,00%

2,00%

4,00%

6,00%

8,00%

10,00%

12,00%

14,00%

16,00%

18,00%

20,00%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

%

Vetor (Origem/Destino)

Intensidade Fluxo por Trecho - Caso sem intervenção

8,93% 9,07%

10,64%

5,74% 5,08%

0,32% 0,14%

4,25% 4,05%

2,14%

3,33%

0,00%

2,00%

4,00%

6,00%

8,00%

10,00%

12,00%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

%

Vetor (Origem/Destino)

Intensidade Fluxo por Trecho - com intervenção

Trecho 1

Trecho 2

Trecho 3

Resultados

Redução de 73,2% de

chegadas simultâneas

entre 0 a 6 segundos

nos cruzamentos 12328

24055 23829 23417 24071 23875 23013

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0 1 2 3 4 5 6

Tota

l de

Ch

ega

das

Intervalo entre chegadas (seg)

Análise - Chegadas Totais sem Intervenção

3348

6546 6295 6301 6221 6267

6517

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 1 2 3 4 5 6

Tota

l de

Ch

ega

das

Intervalo entre chegadas (seg)

Análise - Chegadas Totais com Intervenção

Resultados

Redução de 73% de

chegadas

simultâneas nos

cruzamentos

críticos; 33192

72285

803

48308

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

1 2 3 4

Nº

Tota

l de

Ch

ega

das

Cruzamento

Chegadas entre 0 a 6 seg por Cruzamento sem Intervenção

11235

19869

124

10267

0

5000

10000

15000

20000

25000

1 2 3 4

Nº

Tota

l ch

ega

das

Cruzamento

Chegadas entre 0 a 6 seg por Cruzamento com Intervenção

Conclusões

A simulação a eventos discretos permitiu observar os aspectos relacionados ao tráfego de mina o mais próximo da realidade.

Forneceu informações para ações de bloqueio dos cruzamentos críticos e trechos com grande intensidade de fluxos.

Próximos Passos

Implementar lógica de aceleração e desaceleração;

Implementar interface, para facilitar adaptação do modelo em todas as minas, utilizando o Scenario Navigator.

Próximos Passos

Muito obrigado!

Para mais informações

Phone 55 11 3849 8757

Fax 55 11 3845 4967

contato@paragon.com.br

www.paragon.com.br