Casos de estudio de WipFrag: Investigación y aplicaciones en el mundo real

Introducción

¿En qué medida una mejor medición de la fragmentación puede contribuir al rendimiento de la minería y la extracción de áridos?

Durante décadas, investigadores y operadores industriales han utilizado WipFrag para evaluar los resultados de las voladuras, investigar los desafíos en el manejo de materiales y comprender cómo el tamaño de las partículas influye en las operaciones posteriores.

En 1999, Tom Palangio y el Dr. Norbert Maerz de WipWare presentaron Estudios de caso que utilizan el sistema de análisis de imágenes WipFrag. en el sexto Simposio Internacional sobre Fragmentación de Rocas mediante Voladuras (FRAGBLAST 6) en Johannesburgo, Sudáfrica.

Su artículo resumía siete aplicaciones de la medición de fragmentación basada en imágenes, a partir de estudios de campo realizados durante la década de 1990. Estos ejemplos siguen siendo valiosos hoy en día porque demuestran cómo las mediciones cuantitativas ayudaron a los operadores a evaluar problemas que antes resultaban difíciles de investigar de forma consistente.

La siguiente reseña destaca los resultados de la investigación y las lecciones prácticas que se pueden extraer de ella.

1. Mina Selbaie: Entendiendo el costo de la fragmentación

Joutel, Quebec, Canadá

A mediados de la década de 1990, la mina Selbaie utilizó WipFrag para evaluar el rendimiento de los explosivos e investigar cómo la fragmentación de la explosión afectaba a otros costes de la explotación minera.

La investigación examinó las relaciones entre el tamaño de las partículas y varias variables operativas, entre ellas:

• Consumo de energía durante la trituración.
• Tarifas de carga y capacidad de carga de los camiones de transporte.
• Requisitos de voladura secundaria.
• Costes de mantenimiento y manipulación de materiales.

Al cuantificar la fragmentación, la operación podría comenzar a evaluar las implicaciones económicas de los diferentes resultados de la explosión, en lugar de basarse únicamente en evaluaciones visuales.

Hallazgo clave: Las mediciones de fragmentación pueden ayudar a establecer relaciones entre el rendimiento de la voladura y los costes a lo largo de todo el proceso minero.

2. Mina Coleman de INCO: Mejora de la fragmentación y ampliación de los patrones de voladura.

Sudbury, Ontario, Canadá

Un estudio realizado en 1994 en la mina Coleman de INCO demostró que los patrones de voladura más compactos no necesariamente producen una mejor fragmentación.

El patrón de voladura original medía 5 × 10 pies (aproximadamente 1,5 × 3,0 m), produciendo un tamaño de fragmento característico (Xc) de 617 mm y un tamaño considerablemente mayor, lo que requirió una voladura secundaria.

Tras revisar los resultados de WipFrag, la operación amplió progresivamente el patrón de explosión.

Con unas dimensiones de 6 × 10 pies, el tamaño característico se redujo a 509 mm. Una mayor ampliación a 7 × 10 pies lo redujo a 318 mm, eliminándose en gran medida el exceso de tamaño.

Los investigadores informaron de una expansión de 40% en el patrón de voladura y un ahorro de costes de hasta 80% en la aplicación de voladura estudiada.

Estos resultados ilustraron cómo un confinamiento excesivo y las condiciones de diseño de la explosión podían producir una distribución inesperadamente amplia que contenía tanto partículas de gran tamaño como partículas finas.

Hallazgo clave: Los resultados de las mediciones de fragmentación pueden poner en tela de juicio las suposiciones sobre el diseño de la voladura y ayudar a identificar oportunidades para mejorar el rendimiento a la vez que se reducen los costes.

3. Highland Valley Copper: Conectando la fragmentación y el rendimiento de la planta de procesamiento.

Lago Logan, Columbia Británica, Canadá

Highland Valley Copper investigó cómo las propiedades del mineral extraído influían en el rendimiento del proceso de molienda.

La investigación tuvo en cuenta tanto la dureza del mineral como el tamaño de las partículas, realizando un seguimiento del material a través de la red de trituración, transporte y almacenamiento de la mina hasta los circuitos de molienda.

Las mediciones WipFrag basadas en cámaras ayudaron a caracterizar las distribuciones del tamaño del material, mientras que los sistemas de despacho y modelado de la mina respaldaron el seguimiento de las propiedades del mineral.

Los investigadores identificaron diferencias en la distribución del tamaño de las partículas que alimentaban las líneas de molienda, incluida la variabilidad asociada con la segregación de las pilas de material.

Estas observaciones ayudaron a los operarios a evaluar los ajustes de los alimentadores de acopio y a comprender mejor la relación entre las características de la alimentación del molino y el rendimiento.

Hallazgo clave: La vinculación de las mediciones de fragmentación con los datos de seguimiento y procesamiento de materiales puede ayudar a explicar las variaciones en el rendimiento de la molienda y a lograr una alimentación más uniforme del molino.

4. Cantera de materiales de referencia: evaluación del momento de activación del detonador

Ogdensburg, Nueva York, EE. UU.

Bartley y Trousselle investigaron los efectos de la precisión en la sincronización del detonador durante las pruebas de voladura realizadas en la cantera Benchmark Materials en 1997.

El estudio comparó el rendimiento de las explosiones utilizando detonadores digitales programables, con WipFrag proporcionando mediciones cuantitativas del tamaño y la uniformidad de la fragmentación.

Los investigadores informaron de una mejor fragmentación y menores niveles de vibración asociados con detonadores de alta precisión.

WipFrag proporcionó una forma práctica de evaluar los cambios en la distribución del tamaño de las partículas resultantes y comparar los resultados de las explosiones.

Hallazgo clave: Las mediciones cuantitativas de fragmentación pueden proporcionar evidencia para evaluar los efectos de los sistemas de iniciación y los ajustes de sincronización.

5. Lafarge Exshaw: Mejora del rendimiento y el consumo de energía de la trituradora.

Exshaw, Alberta, Canadá

En la planta de Lafarge en Exshaw, un estudio de fragmentación investigó cómo las prácticas de voladura influían en el rendimiento mecánico y el consumo de energía posteriores.

Los investigadores evaluaron varios factores, entre ellos la desviación del barreno, la perforación subterránea, el diseño de la voladura y la uniformidad de la fragmentación.

Un diseño de voladura revisado, que utiliza barrenos de 102 mm, produjo una fragmentación más fina y uniforme.

El estudio informó lo siguiente:

• 16% mejora en el rendimiento de la trituradora.
• 30% reducción en el consumo de energía de la trituradora.
• Reducción del tiempo de inactividad mecánica y mejora de las condiciones de carga.

La investigación también identificó mejoras relacionadas con la vibración y los daños finales en las paredes.

Hallazgo clave: Mejorar la fragmentación por voladura puede contribuir a un mejor rendimiento de la trituradora, pero evaluar este beneficio requiere mediciones tanto en la voladura como en el procesamiento.

6. Barkley y Carter — Evaluación de la medición de la fragmentación óptica

Investigación sobre métodos de dimensionamiento óptico

Barkley y Carter investigaron la idoneidad de los métodos ópticos para evaluar la fragmentación de las rocas.

Su investigación tuvo en cuenta las limitaciones de los métodos de medición tradicionales y las dificultades para obtener mediciones representativas del material dinamitado.

Llegaron a la conclusión de que WipFrag, cuando se aplica con cuidado, podría proporcionar información útil para la modelización de voladuras, la selección de equipos, los métodos de minería y la evaluación económica.

El estudio también destacó la importancia de la frecuencia de muestreo y la variabilidad del material.

Esta distinción sigue siendo importante: recopilar más imágenes no garantiza automáticamente mejores resultados. Deben tenerse en cuenta la calidad de la imagen, la escala, la visibilidad de la superficie y el muestreo representativo.

Hallazgo clave: La medición por fragmentación óptica puede ser una alternativa práctica o un complemento al muestreo físico, siempre que el método de medición sea apropiado para la aplicación.

7. Canal de Panamá: Evaluación de la fragmentación en condiciones difíciles

Panamá

Las investigaciones documentadas durante la década de 1990 describieron el uso de WipFrag para evaluar la fragmentación y la consistencia del relleno en las voladuras asociadas con las obras de expansión del Canal de Panamá.

El proyecto presentó condiciones difíciles, que incluían una geología compleja, saturación de agua, tráfico marítimo y plazos de construcción exigentes.

Las mediciones de fragmentación ayudaron a los ingenieros a evaluar los resultados de las voladuras y a analizar los cambios en los procedimientos de voladura.

Hallazgo clave: El análisis de fragmentación basado en imágenes puede proporcionar datos de medición prácticos en entornos donde el muestreo convencional es difícil, siempre que se puedan establecer condiciones adecuadas de obtención de imágenes y muestreo.

Lo que demuestran estos estudios

Si bien las tecnologías y las prácticas operativas descritas en estos estudios datan de la década de 1990, varias lecciones siguen siendo relevantes.

En primer lugar, la fragmentación de la explosión afecta a más que los resultados inmediatos de la misma. El tamaño y la distribución de las partículas pueden influir en la carga, el transporte, la trituración, la molienda y la manipulación del material.

En segundo lugar, las mediciones son más útiles cuando respaldan una decisión operativa específica. Ya sea que el objetivo sea evaluar un patrón de voladura, comparar detonadores o investigar la variabilidad de la alimentación del molino, la medición debe ayudar a responder una pregunta práctica.

Finalmente, los datos de fragmentación adquieren mayor valor cuando se pueden comparar con otra información operativa. Las relaciones entre el tamaño de las partículas, el consumo de energía, el rendimiento y el desempeño del equipo rara vez se establecen únicamente mediante mediciones de fragmentación.

Las tecnologías modernas de WipWare siguen apoyando estos objetivos a través de WipFrag para análisis bajo demanda, Reflejo para mediciones automatizadas de carga de vehículos y Solo para la monitorización continua de la cinta transportadora.

Para una explicación más amplia de cómo estas mediciones pueden respaldar las decisiones en todo el proceso de minería y procesamiento de minerales, consulte De la voladura a la planta de procesamiento: uso de datos de fragmentación para mejorar el rendimiento minero..

Para obtener más información sobre los factores geológicos y de diseño de voladura que influyen en la fragmentación, consulte Comprender la voladura y la fragmentación de rocas.

Continuación de la investigación

Las aplicaciones descritas en estos primeros estudios ayudaron a sentar las bases para los desarrollos posteriores en la monitorización automatizada de la fragmentación y el control de procesos industriales.

Explorar Casos de estudio de WipWare: Fragmentación y monitorización de procesos para investigaciones adicionales que abarquen el análisis de cintas transportadoras, la optimización de molinos SAG, el rendimiento de trituradoras, la evaluación de la fragmentación mediante UAV y la medición integrada de la explosión a la trituradora.

Referencias

Fuente principal

Palangio, TC y Maerz, NH (1999). Estudios de caso que utilizan el sistema de análisis de imágenes WipFrag.. Actas del Sexto Simposio Internacional sobre Fragmentación de Rocas mediante Voladura (FRAGBLAST 6), Johannesburgo, Sudáfrica, págs. 117-120.

Estudios subyacentes seleccionados

Simkus, R., & Dance, A. (1998). Seguimiento de la dureza y el tamaño: Medición y monitoreo de las propiedades del mineral ROM en Highland Valley Copper. Actas de la Conferencia "De la Mina a la Planta" de 1998, págs. 113–119.

Bartley, DA, & Trousselle, R. (1998). Daveytronic, prueba digital de detonadores en un entorno sensible a las vibraciones. Actas de la 24ª Conferencia Anual sobre Explosivos y Técnicas de Voladura, págs. 247–261.

Elliott, R., Ethier, R., & Levaque, J. (1999). Estudio de fragmentación fina de Lafarge Exshaw. Actas de la 25ª Conferencia Anual sobre Explosivos y Técnicas de Voladura, Vol. II, págs. 333–354.

Barkley, T., & Carter, R. (1999). Evaluación de métodos de dimensionamiento óptico. Actas de la 25ª Conferencia Anual sobre Explosivos y Técnicas de Voladura, págs. 305–324.

Los resultados históricos reflejan las condiciones y metodologías descritas en sus respectivos estudios y no deben interpretarse como mejoras de rendimiento garantizadas para otras operaciones.