Wie können Partikelgrößenmessungen zur Verbesserung industrieller Prozesse beitragen?
Seit mehreren Jahrzehnten nutzen Forscher und Anwender die Technologien von WipWare, um Zusammenhänge zwischen Fragmentierung, Materialhandhabung, Zerkleinerung, Mahlung und der Gesamtleistung des Prozesses zu untersuchen.
Frühe Anwendungen konzentrierten sich auf die Messung der Gesteinsfragmentierung und den Vergleich von Sprengergebnissen. Spätere Forschungen weiteten sich auf die automatisierte Überwachung, die Prozessmodellierung, die Anlagensteuerung und die Bewertung von Materialeigenschaften in verschiedenen Produktionsphasen aus.
Dieser Überblick hebt veröffentlichte Forschungsergebnisse aus den Jahren 2000 bis 2026 hervor und zeigt, wie Partikelgrößenmessungen praktische Entscheidungen im Bergbau, bei Zuschlagstoffen und anderen industriellen Prozessen unterstützt haben.
Für frühere Forschungsergebnisse aus den 1990er Jahren siehe WipFrag-Fallstudien: Forschung und praktische Anwendungen.
Frühe Anwendungen der automatisierten Materialüberwachung
Material Services Quarry — Vergleich von Halden- und Förderbandmessungen
Illinois, USA | Zuschlagstoffe | 2000
Im Rahmen eines Forschungsprojekts bei Material Services Quarry wurde der Zusammenhang zwischen der herkömmlichen Bildanalyse von Materialhalden und automatisierten Messungen des Materials, das den Verarbeitungsprozess durchläuft, untersucht.
Mit WipFrag wurden die Korngrößenverteilungen des Haldenmaterials charakterisiert, während ein online-kamerabasiertes Messsystem wiederholte Messungen des sich bewegenden Materials ermöglichte.
Die Forscher berichteten von einer weitgehenden Übereinstimmung zwischen den beiden Ansätzen.
Die Studie hob auch eine wichtige Einschränkung der optischen Messung hervor: Kleinere Partikel werden besser sichtbar, wenn das Material in einer relativ dünnen Schicht vorliegt oder im freien Fall ist, anstatt unter größeren Partikeln begraben zu sein.
Wichtigste Erkenntnis: Die Darstellung des Materials ist wichtig. Die Sichtbarkeit der Partikel kann die Messqualität ebenso stark beeinflussen wie die Kamerakonfiguration selbst.
INCO Copper Cliff – Überwachung der unterirdischen Fragmentierung
Ontario, Kanada | Nickel, Kupfer und Platingruppenelemente | 2000
Im Copper Cliff-Projekt von INCO wurde die automatisierte optische Messung an Material an unterirdischen Förderstellen angewendet.
Ziel war es, die Fragmentierung aus verschiedenen unterirdischen Quellen zu charakterisieren und fortlaufend Informationen über das gewonnene Material zu gewinnen.
Diese Anwendung demonstrierte, wie automatisierte Messungen die Beurteilung der Fragmentierung über gelegentliche Fotos von gesprengtem Material hinaus erweitern können.
Wichtigste Erkenntnis: Wiederholte Messungen an unterirdischen Materialförderanlagen können dazu beitragen, die Variabilität der Fragmentierung zwischen den Förderquellen zu charakterisieren.
Brunswick Mining – Zwei verschiedene Prozessanwendungen
New Brunswick, Kanada | Mineralaufbereitung und Bleisinter | 2000
Im Rahmen von Untersuchungen bei Brunswick Mining wurden zwei Anwendungen der kontinuierlichen Partikelgrößenüberwachung dokumentiert.
Die erste Maßnahme umfasste die Überwachung des Aufgabematerials einer neuen autogenen (AG) Mühle. Das Verständnis der Partikelgrößenverteilung im Eingangsmaterial war wichtig für die Entwicklung von Betriebsbedingungen, die die Produktivität der Mühle unterstützten.
Die zweite Anwendung überwachte das Bleisintern auf Förderbändern. Hierbei waren Partikelgröße und -homogenität für die Leistung des nachgelagerten Ofens relevant.
Beide Anwendungen wurden zur permanenten Überwachung weiterentwickelt, was verdeutlicht, wie ähnliche Messprinzipien sehr unterschiedliche industrielle Prozesse unterstützen können.
Wichtigste Erkenntnis: Kontinuierliche Partikelgrößenmessungen können die Prozessoptimierung überall dort unterstützen, wo Materialgröße und -homogenität die Leistung nachgelagerter Anlagen beeinflussen.
Partikelgrößenüberwachung und Mühlenleistung
Hibbing Taconit – Identifizierung der Aufgabegrößen, die den Durchsatz beeinflussen
Minnesota, USA | Eisenerz | 2007
Bei Hibbing Taconite überwachten Forscher die Partikelgrößenverteilung auf dem Förderband, das eine autogene Mahlmühle speist.
Ziel war es, zu verstehen, wie sich Änderungen der Aufgabegröße auf den Durchsatz der Mühle auswirken.
Die Untersuchung ergab einen Überschuss an Material mit einer Größe von mehr als 6 Zoll (ca. 152 mm) und einen Mangel an feinerem Material im Verhältnis zu den gewünschten Zufuhreigenschaften.
Die Regressionsanalyse ergab, dass kleinere Zufuhrfraktionen mit einem höheren Durchsatz einhergehen, während Material, das den Schwellenwert von 6 Zoll überschreitet, mit einem reduzierten Durchsatz verbunden ist.
Wichtigste Erkenntnis: Die Überwachung der gesamten Materialverteilung kann helfen, diejenigen Partikelgrößenfraktionen zu identifizieren, die für die Leistung der Mühle am relevantesten sind – und nicht einfach nur, ob das Aufgabematerial generell grob oder fein ist.
United Taconite – Aufbau eines Datensatzes von der Mine bis zur Aufbereitungsanlage
Minnesota, USA | Eisenerz | 2007
United Taconite untersuchte die Fragmentierung des Rohmaterials mithilfe automatisierter Messungen von LKW-Ladungen, die dem Primärbrecher zugeführt wurden.
Ziel war es, die gemessenen Partikelgrößenverteilungen mit der Sprengplanung und anderen Betriebsvariablen in Zusammenhang zu bringen.
Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung waren die Ergebnisse vorläufig. Ziel des Antrags war es, eine faktische Datengrundlage für die zukünftige Optimierung des gesamten Produktionsprozesses zu schaffen.
Wichtigste Erkenntnis: Eine verlässliche Messbasis ist ein wichtiger erster Schritt zum Verständnis der Zusammenhänge zwischen Fragmentierung und nachgelagerter Leistung.
Eisenerzpelletanlagen – Überwachung der Größe der Rohkugeln
Minnesota, USA | Eisenerzpelletproduktion | 2007
In einer Studie mit mehreren Pelletieranlagen wurde der Einsatz automatisierter Partikelgrößenmessungen in Balling-Anlagen untersucht.
Bei diesen Anwendungen handelte es sich bei dem zu messenden Material nicht um gesprengtes Gestein, sondern um während der Verarbeitung entstandene Grünkugelpellets.
Die Informationen zur Partikelgröße halfen den Bedienern, die Parameter der Kugelformung schneller zu bewerten und anzupassen.
Die Forschung identifizierte auch Möglichkeiten, Partikelgrößenmessungen mit Feuchtigkeitsanalysen zu kombinieren und letztendlich eine geschlossene Prozesssteuerung zu unterstützen.
Wichtigste Erkenntnis: Die automatisierte Partikelmessung kann Fertigungs- und Verarbeitungsanwendungen unterstützen, bei denen eine gleichbleibende Produktgröße wichtig ist.
Xstrata Nickel Raglan – Unterstützung der SAG-Mühlensteuerung
Quebec, Kanada | Nickel | 2008
Im Rahmen des Raglan-Projekts wurden Möglichkeiten zur Stabilisierung der SAG-Mühlenleistung mithilfe eines multivariablen Fuzzy-Logik-Regelungssystems untersucht.
Die Regelungsstrategie bezog Informationen zur Partikelgröße aus dem Mahlgut sowie Informationen zum Brecherspalt und andere Betriebsvariablen mit ein.
Die veröffentlichte Studie berichtete von einer Controller-Verfügbarkeit von über 961 TP3T und einer Durchsatzverbesserung von etwa 3–61 TP3T, was bis zu etwa acht zusätzlichen Tonnen pro Stunde entspricht.
Die Verbesserungen waren auf die integrierte Prozesskontrollstrategie zurückzuführen und nicht allein auf die Partikelgrößenmessung.
Wichtigste Erkenntnis: Fragmentierungsmessungen sind besonders nützlich, wenn sie in Prozessleitsysteme integriert werden, die auf sich ändernde Zufuhrbedingungen reagieren können.
Chemischer Kalk Clifton — Vergleich von Online-Messungen mit der Siebanalyse
Texas, USA | Kalkstein | 2008
Chemical Lime untersuchte, ob kontinuierliche fotografische Partikelgrößenmessungen Informationen liefern könnten, die für die Prozesssteuerung geeignet sind, anstatt sich ausschließlich auf periodische Bandschnitte und Siebprüfungen zu verlassen.
Die Studie ergab eine enge Übereinstimmung zwischen den optischen und den siebbasierten Messungen, wobei unter den Untersuchungsbedingungen keine signifikanten Gesamtunterschiede festgestellt wurden.
Die Daten wurden auch zur Unterstützung der Sprengplanungsbewertung und der Kalibrierung von AggFlow-Prozessmodellen verwendet.
Wichtigste Erkenntnis: Automatisierte Partikelmessungen können die physikalische Probenahme ergänzen, indem sie häufigere Informationen über die Materialvariabilität liefern, vorausgesetzt, die Methoden werden angemessen evaluiert und kalibriert.
Minera Los Pelambres – Verbesserung der SAG-Mühlenleistungsmodellierung
Region Coquimbo, Chile | Kupfer | 2011
Forscher der Minera Los Pelambres untersuchten, wie sich Störungen der Partikelgrößenverteilung auf die Leistung von SAG-Mühlen auswirken.
Partikelgrößenmessungen wurden in die Modellierungsarbeit mit einem Fuzzy-Logik-Controller einbezogen.
Der gemeldete mittlere absolute Modellierungsfehler sank von 2,91% auf 2,33%, was eine Verbesserung der Fähigkeit des Modells zur Darstellung des Prozessverhaltens belegt.
Dies war ein Modellierungsergebnis und kein gemeldeter prozentualer Zuwachs an physischer Durchsatzleistung in der Mühle.
Wichtigste Erkenntnis: Informationen zur Partikelgröße können Prozessmodelle verbessern und den Betrieb dabei unterstützen, sich ändernde Materialbedingungen besser zu verstehen und darauf zu reagieren.
Brecherleistung und Messgenauigkeit
Lafarge Ravena – Verbindung von Spreng- und Zerkleinerungsleistung
New York, USA | Kalkstein | 2012
Bei Lafarge Ravena wurde die kontinuierliche Fragmentierungsüberwachung eingesetzt, um Verbesserungsmöglichkeiten beim Bohren, Sprengen und Zerkleinern zu untersuchen.
Automatisierte Messungen charakterisierten LKW-Ladungen vor der Primärzerkleinerung und Material auf dem Austragsförderband des Brechers.
Durch den Vergleich der Partikelgrößenverteilungen am Eingang und Ausgang konnte der Betrieb beurteilen, wie sich Änderungen in der Sprengfragmentierung auf die Zerkleinerungsleistung auswirken.
Die Studie berichtete:
- 20% Verbesserung der Brecherproduktivität.
- 12% Reduzierung der Kosten für das zerkleinerte Produkt pro Tonne.
- Keine signifikante Erhöhung der Bohr- und Sprengkosten.
Wichtigste Erkenntnis: Die Messung des Materials vor und nach dem Zerkleinern kann den Betrieben helfen, Veränderungen der Fragmentierung im Hinblick auf die Produktivität und die Kosten nachgelagerter Prozesse zu bewerten.
Lafarge Bath – Einsatz von UAV-Bildern zur Bewertung der Spreng- und Haldenfragmentierung
Ontario, Kanada | Kalkstein und Zuschlagstoffe | 2017
Die Forschung bei Lafarge Bath untersuchte die UAV-basierte Fragmentierungsanalyse zur Sprengstoff- und Haldenbewertung.
Die WipFrag-Messungen anhand von Luftbildern unterstützten die Entwicklung räumlicher Partikelgrößeninformationen und ermöglichten es den Forschern, Unterschiede zwischen Spreng- und Haldenbereichen zu bewerten.
Die Studie umfasste auch Messungen der Primärbrecherleistung, um Vergleiche zwischen den Eigenschaften des Eingangsmaterials und der nachfolgenden Verarbeitung zu ermöglichen.
Der Ansatz ermöglichte einen schnelleren und sichereren Zugriff auf Informationen zur Fragmentierung und half gleichzeitig dabei, die Trennung der Lagerbestände zu identifizieren und Indikatoren für eine kontinuierliche Verbesserung festzulegen.
Wichtigste Erkenntnis: Räumliche Fragmentierungsmessungen können Variationen aufzeigen, die möglicherweise übersehen werden, wenn die Ergebnisse durch eine einzige durchschnittliche Partikelgrößenverteilung dargestellt werden.
Vergleich von WipFrag mit der Siebanalyse
Forschung zur Partikelgrößenmessung | 2018
Eine WipFrag-Korrelationsstudie verglich optische Partikelgrößenmessungen mit Siebanalysen über verschiedene Materialgrößenbereiche hinweg.
Die Zusammenfassung berichtet von starken Korrelationen für grobe und mittlere Partikel mit ungefähren R²-Werten von 0,99 bzw. 0,95.
Die Korrelation war bei feinem Material geringer, etwa R² = 0,68, was auf Schwierigkeiten hinweist, die damit verbunden sind, dass kleinere Partikel unter größerem Material verborgen sind.
Die maximalen und mittleren Partikelgrößen stimmten im Allgemeinen gut mit den siebbasierten Messungen überein.
Diese Ergebnisse verdeutlichen, wie wichtig es ist, die Messmethode an den Partikelgrößenbereich und die Materialbeschaffenheit anzupassen.
Wichtigste Erkenntnis: Optische Messungen können eng mit physikalischen Probenahmen korrelieren, ihre Zuverlässigkeit variiert jedoch mit den Materialbedingungen und der Sichtbarkeit kleiner Partikel.
Sprengoptimierung und Brecherkompatibilität
Steinbruch Golden Girl – Reduzierung von Übergrößen durch Sprengplanung
Bundesstaat Edo, Nigeria | Kalkstein und Dolomit | 2022
Im Rahmen der Forschung im Steinbruch Golden Girl wurden WipFrag-Fragmentierungsmessungen mit einem künstlichen neuronalen Netzwerk (KNN) kombiniert, um Über- und Unterdimensionierung von Sprengungen zu bewerten.
Die Forscher untersuchten, wie sich die Gestaltung des Sprengmusters, die Länge des Ausstoßes und der Pulverfaktor auf die resultierende Partikelgrößenverteilung auswirkten.
Die Studie berichtete von einer Reduzierung des Überkornanteils um 411 TP3T und einer Steigerung der Fragmentierung um 221 TP3T, sodass die gewünschte Korngröße erreicht wurde.
Wichtigste Erkenntnis: Die Kombination von gemessenen Fragmentierungsergebnissen mit Vorhersagemodellen kann helfen, Sprengdesignanpassungen zu bewerten, die darauf abzielen, die Kompatibilität mit Brechern zu verbessern.
Fanalou-Dolomitsteinbruch – Vergleich von Fragmentierungsvorhersagemodellen
Bundesstaat Edo, Nigeria | Kalkstein und Dolomit | 2022
Im Dolomitsteinbruch Fanalou wurden WipFrag-Messungen eingesetzt, um die Sprengfragmentierung zu bewerten und verschiedene Vorhersagemethoden zu vergleichen.
Die Studie untersuchte künstliche neuronale Netze zusammen mit etablierten Fragmentierungsmodellen, einschließlich Kuz-Ram-basierter Ansätze.
Das ANN-Modell lieferte Berichten zufolge unter den untersuchten Bedingungen bessere Vorhersagen der mittleren Fragmentgröße.
Die Studie bewertete auch die Gleichmäßigkeit der Fragmentierung und verwendete eine Brecheröffnung von 350 mm als praktischen Grenzwert für Übergröße.
Wichtigste Erkenntnis: Gemessene Partikelgrößenverteilungen bilden die Grundlage für die Beurteilung der Genauigkeit von Fragmentierungsvorhersagemodellen und ihrer Relevanz für die Geräteanforderungen.
MOIL Dongri Buzurg — Routinemäßige Fragmentierungsbewertung
Maharashtra, Indien | Mangan | 2022
In der Manganmine Dongri Buzurg nutzten Forscher WipFrag, um die Fragmentierung nach der Sprengung zu bewerten.
Die Studie berichtete über durchschnittliche Perzentilgrößen von F10 = 93,6 mm, F30 = 192,5 mm und F60 = 418,5 mm.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die fotografische Analyse eine praktische Möglichkeit bietet, quantitative Fragmentierungsinformationen für die routinemäßige Sprengstoffbewertung zu erhalten.
Im Bericht wurden keine Verbesserungen in der nachgelagerten Produktion quantifiziert.
Wichtigste Erkenntnis: Regelmäßige Partikelgrößenmessungen können die notwendige Ausgangsbasis schaffen, um die Ergebnisse von Sprengungen zu vergleichen und nachfolgende Konstruktionsänderungen zu bewerten.
Zementsteinbruch Cherat – Bewertung der Fragmentierung nach der Sprengung
Khyber Pakhtunkhwa, Pakistan | Kalkstein | 2022
Im Rahmen von Forschungsarbeiten im Zementsteinbruch Cherat wurde WipFrag eingesetzt, um gesprengtes Gestein anhand von Partikelgrößenindikatoren wie X50, F80 und F90 zu charakterisieren.
Die Studie untersuchte die fotografische Fragmentierungsanalyse als Alternative zu herkömmlichen physikalischen Größenbestimmungsverfahren.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Fotoanalyse für die routinemäßige Auswertung nach Sprengungen geeignet sei, ohne die Steinbruchproduktion zu unterbrechen.
Wichtigste Erkenntnis: Bildbasierte Messungen können nützliche Fragmentierungsindikatoren liefern, ohne dass für jede Sprengstoffanalyse eine groß angelegte physische Untersuchung erforderlich ist.
Jebel Medjounes – Bewertung der Sprengergebnisse im Hinblick auf die Brechergrenzen
Sétif, Algerien | Kalkstein | 2022
Im Steinbruch Jebel Medjounes verglichen die Forscher die gemessene Fragmentierung mit dem empirischen Vorhersagemodell Kuz-Ram.
Mit WipFrag wurden die resultierenden Partikelgrößenverteilungen charakterisiert und die Fragmentierungsleistung bewertet.
Die Studie ergab, dass die gemessenen Sprengungen die maximale Aufgabegröße des Brechers von 1.000 mm erfüllten.
Die Verteilungen wichen jedoch noch erheblich voneinander ab, wobei die berichteten Medianwerte zwischen etwa 134 und 198 mm lagen.
Wichtigste Erkenntnis: Die Einhaltung einer maximalen Aufgabegröße für den Brecher bedeutet nicht zwangsläufig, dass aufeinanderfolgende Brechvorgänge identische oder gleichermaßen wünschenswerte Korngrößenverteilungen erzeugen.
Aktuelle Forschung: Gesteinsstruktur, Spreng- und Brecheranforderungen
Steinbrüche Karaisalı und Silifke – Verbindung von Gesteinsblöcken mit Sprengfragmentierung
Region Çukurova, Türkei | Kalkstein | 2025
Untersuchungen in zwei türkischen Kalksteinbrüchen analysierten den Zusammenhang zwischen Gesteinsstruktur, Sprengfragmentierung und Brecherkompatibilität.
Mit WipFrag wurde das gesprengte Material charakterisiert, während WipJoint die Beurteilung von Gesteinsblöcken vor Ort vor der Sprengung unterstützte.
Im Steinbruch Karaisalı variierten die gemeldeten Zerkleinerungsverhältnisse je nach Beschaffenheit der Abbauwand und Sprengplanung zwischen etwa 671 TP3T und 821 TP3T.
Im Steinbruch Silifke wurden bei der erfolgreichsten Sprengung etwa 981 TP3T Material mit einer Korngröße kleiner als 1.100 mm erzeugt, während bei anderen Sprengungen etwa 63–711 TP3T Material unterhalb dieser Grenze gewonnen wurden.
Die Ergebnisse verdeutlichten erhebliche Unterschiede zwischen den Sprengungen, selbst bei Operationen mit ähnlichen Zielen.
Wichtigste Erkenntnis: Der Vergleich der Gesteinsstruktur vor der Sprengung mit der Korngrößenverteilung nach der Sprengung bietet eine umfassendere Grundlage für die Bewertung der Sprengwirksamkeit.
dstgroup Nital Quarry — Entwicklung eines Rahmenwerks vom Abbau bis zur Brechanlage
Braga, Portugal | Granit und Zuschlagstoffe | 2025–2026
In einer Reihe von Forschungsarbeiten wurde untersucht, wie die Messung der Fragmentierung dazu beitragen kann, die Sprengergebnisse mit den Anforderungen an den Primärbrecher in Einklang zu bringen.
Mit WipFrag wurde das gesprengte Material analysiert, einschließlich Messungen auf Basis von UAVs, während automatisierte Messungen zur Charakterisierung des Materials beitrugen, das den Brecher erreichte.
Die Forscher bewerteten die Partikelgrößenverteilungen anhand eines Kompatibilitätsbereichs für Brecher und identifizierten so Bereiche, in denen übermäßige Überkorngröße oder andere unerwünschte Größenfraktionen die Verarbeitung beeinträchtigen könnten.
Die Arbeit legte eine Ausgangsbasis fest, untersuchte Änderungen am Sprengdesign und wertete die nachfolgenden Fragmentierungsergebnisse aus.
Im veröffentlichten Teil 3 der retrospektiven Analyse wurden die anfänglichen Designanpassungen mit einer Reduzierung von D80 um 11%, einer Verringerung der maximalen Fragmentgröße um 19%, einer Verbesserung der Fragmentierungseffizienz um 21% und einer Verbesserung der Übereinstimmung mit dem Kompatibilitätsbereich des Brechers um 15% in Verbindung gebracht.
Wichtigste Erkenntnis: Die Bewertung der Sprengfragmentierung im Hinblick auf die tatsächlichen Anforderungen an Brecher kann aussagekräftigere Konstruktionsziele liefern als der Versuch, generell feineres Material herzustellen.
Eine ausführlichere Diskussion dieses Messansatzes finden Sie unter Von der Sprengung zur Mühle: Nutzung von Fragmentierungsdaten zur Verbesserung der Bergbauleistung.
WipJoint – Integration von Diskontinuitätsanalyse und Sprengfragmentierung
Kalksteinforschung | 2026
In einer Forschungsarbeit aus dem Jahr 2026 wurde untersucht, wie Gesteinsstrukturmessungen mit Sprengfragmentierungsergebnissen in einem einheitlichen WipFrag-Workflow kombiniert werden können.
Mit WipJoint wurden geologische Diskontinuitäten beurteilt und die Eigenschaften der Gesteinsblöcke vor Ort abgeschätzt. WipFrag-Messungen nach der Sprengung lieferten die Korngrößenverteilungen zum Vergleich.
In der Zusammenfassung wird eine geschätzte Blockgröße von ca. 2.571 mm vor Ort und ein größter nach der Sprengung entstandener Felsbrocken von ca. 546 mm angegeben.
Die Forscher berechneten außerdem Indikatoren zur Reduzierung der Fragmentierung und Kennzahlen zur Kompatibilität der Brecher.
Diese Vergleiche helfen, die Leistung des Sprengverfahrens zu charakterisieren, sollten aber nicht als direkte Verbesserung der Produktion vor und nach dem Verfahren interpretiert werden.
Wichtigste Erkenntnis: Die Kombination von geologischen Strukturmessungen mit der Analyse der Fragmentierung nach der Sprengung kann dazu beitragen, die Ergebnisse der Fragmentierung zu erklären und bessere Entscheidungen für die Sprengplanung zu ermöglichen.
Erfahren Sie mehr im WipJoint-Leitfaden.
Walker Aggregates Severn Quarry — Festlegung einer kontinuierlichen Verbesserungsbasis
Ontario, Kanada | Kalkstein und Zuschlagstoffe | 2026
Die Forschung im Steinbruch Severn von Walker Aggregates wandte einen strukturierten kontinuierlichen Verbesserungsansatz für die Fragmentierung und die Kompatibilität mit Brechern an.
WipFrag und WipJoint lieferten Messungen der Sprengfragmentierung und sichtbarer geologischer Diskontinuitäten.
Die Studie untersuchte D80, die maximale Partikelgröße, die Fragmentierungseffizienz und die Verteilung des Überkornmaterials.
Es wurde eine Konzentration von Überkorn im oberen Bereich der Bank festgestellt, während die Ergebnisse der kalibrierten UAV- und bodengestützten Fragmentierung weitgehend übereinstimmten.
Die Studie legte eine Leistungsbasislinie fest, anhand derer zukünftige Verbesserungen bewertet werden können, anstatt ein abgeschlossenes Programm zur Steigerung der Produktion zu präsentieren.
Wichtigste Erkenntnis: Die Identifizierung von Stellen, an denen problematische Fragmentierung auftritt – und deren konsequente Messung – kann dazu beitragen, dass Einsatzkräfte gezieltere Verbesserungen an der Sprengkonstruktion entwickeln können.
Was diese Studien zeigen
Branchenübergreifend, bei unterschiedlichen Materialien und unter verschiedenen Betriebsbedingungen lassen sich mehrere Erkenntnisse gewinnen.
1. Die Messung sollte eine konkrete Entscheidung unterstützen. Die Überwachung der gesamten Partikelgrößenverteilung kann für die Prozessoptimierung wertvoll sein, während die Überwachung der maximalen Partikelgröße für eine gezielte Anwendung zur Übergrößenkontrolle ausreichend sein kann.
2. Materialpräsentation und Probenahme sind wichtig. Die Kameraauflösung allein reicht nicht aus, um die Messgenauigkeit zu bestimmen. Partikelsichtbarkeit, Maßstab, Repräsentativität der Probe und Kalibrierung müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
3. Die Fragmentierung steht in Zusammenhang mit der Leistung nachgelagerter Systeme. Die Partikelgröße kann das Zerkleinern, Mahlen, die Handhabung und die Prozessstabilität beeinflussen. Um diese Zusammenhänge zu ermitteln, müssen jedoch weitere Betriebsvariablen berücksichtigt werden.
4. Nicht jede Studie ist eine Erfolgsgeschichte der Optimierung. Einige zeigen messbare Verbesserungen auf; andere stellen Korrelationen her, validieren Methoden oder entwickeln Grundlagen für zukünftige Arbeiten. Alle können nützliche Informationen liefern, wenn ihre Grenzen bekannt sind.
5. Messungen gewinnen an Wert, wenn sie miteinander verbunden sind. Die Kombination von Sprengfragmentierung, geologischer Struktur, Fahrzeuglastmessungen, Förderbanddaten und Verarbeitungsinformationen kann den Betrieben helfen, das allgemeine Verhalten des Materials während der Produktion zu beurteilen.
Von der Forschung zur praktischen Anwendung
WipWare entwickelt kontinuierlich Technologien, die die Fragmentierung und Materialcharakterisierung in industriellen Prozessen zugänglicher machen.
WipFrag Unterstützt Messungen auf Abruf im Feld, im Labor und mittels UAV-Bildgebung. Reflex bietet automatisierte Fahrzeuglastmessungen, Solo ermöglicht wiederholte Messungen von Material auf Förderbändern und in Verarbeitungslinien.
Zusammengenommen helfen diese Technologien dabei, über isolierte Messungen hinauszugehen und ein umfassenderes Verständnis des Materialverhaltens zu erlangen.
Praktische Hinweise dazu, wo Messungen sinnvoll sein können, finden Sie unter Von der Sprengung zur Mühle: Nutzung von Fragmentierungsdaten zur Verbesserung der Bergbauleistung.
Die zugrundeliegenden geologischen und Sprengplanungsprinzipien finden Sie unter Grundlagen der Gesteinssprengung und -fragmentierung.
Das Ziel bleibt dasselbe wie in den frühesten Forschungsarbeiten von WipWare: Sie liefern verlässliche Messwerte, die den Anwendern helfen, ihre Prozesse zu verstehen und fundiertere Entscheidungen zu treffen.
Denn man kann nicht verwalten, was man nicht messen kann!
Referenzen
2000–2011: Automatisierte Überwachung und Prozesssteuerung
- Online-Fragmentierungsanalyse zur Steuerung von Mahl- und Brechprozessen (2000).
- Größe ist wichtig im Mesabi-Gebirge (ISEE, 2007).
- Entwicklung der SAG-Mühlenprozesssteuerung im Xstrata Nickel Raglan-Werk (CMP, 2008).
- Fotografische Gesteinskornanalyse – CLC (2008).
- Charakterisierung und Modellierung der Leistung einer halbautogenen Mühle unter Störungen der Erzkorngrößenverteilung (IFAC, 2011).
2012–2018: Validierung der Brecherleistung und -messung
- Nutzung der kontinuierlichen Fotoanalyse von Fragmenten als Werkzeug zur Verbesserung der Sprengwirkung – Lafarge Ravena (ISEE, 2012).
- Nutzung von Drohnen zur Optimierung der Sprengung und der Fragmentierung von Materialvorräten (ISEE, 2017).
- WipFrag-Siebkorrelation (2018).
2022: Forschung zur Splitterwirkung von Explosionen
- Künstliche neuronale Netze als Ansatz zur Vorhersage der Größe von Sprengfragmenten (Über- und Untergröße) (2022).
- Analyse der Sprengfragmentierung mit WipFrag (2022).
- Verbesserung der Produktivität beim Sprengen von Dolomit im kleinen Maßstab (2022).
- Fragmentierungsanalyse von gesprengtem Gestein mit WipFrag (2022).
- Fragmentierungsanalyse mittels digitaler Bildverarbeitung und empirischem Modell (KuzRam) (2022).
2025–2026: Integrierte Forschung zur Fragmentierung und Brecherkompatibilität
- Bewertung des Reduktionsverhältnisses und der Fragmentierungseffizienz von Sprengarbeiten im Steinbruchbetrieb (FRAGBLAST, 2025).
- Optimierung der Sprengplanung und nachgelagerter Prozesse durch PSD-Kurvenanalyse – Fallstudie zum Einfluss des Verdichtungsmaterials (APS, 2025).
- Verbesserung der Sprengleistung und Fragmentierung durch Partikelgrößenverteilungsanalyse und Optimierung der ersten Zerkleinerungsstufe (CIM, 2025).
- Ein Rahmenkonzept für die Gewinnung von Zuschlagstoffen vom Tagebau bis zur Brechanlage – Teil 1 (ISEE, 2025).
- Ein Rahmenkonzept für die Gewinnung von Zuschlagstoffen vom Tagebau bis zur Brechanlage – Teil 2 (FRAGBLAST, 2025).
- Ein Rahmenkonzept für die Gewinnung von Zuschlagstoffen vom Tagebau bis zur Brechanlage – Teil 3 (ISEE, 2026).
- Verbesserung der Sprengfragmentierungsanalyse mittels geotechnischer Diskontinuitätsanalyse innerhalb eines einheitlichen WipFrag-Rahmenwerks (ISEE, 2026).
- Brecherkompatible Fragmentierung: Ein DMAIC-basierter Ansatz zur Sprengoptimierung (ISEE, 2026).
Die oben zusammengefassten Ergebnisse spiegeln die in den jeweiligen Studien beschriebenen Methoden, Betriebsbedingungen und Vergleiche wider. Die berichteten Leistungsverbesserungen sollten nicht als garantierte Ergebnisse für andere Anlagen interpretiert werden.
WipWare