Évaluation du broyage des roches avant et après le tir de mine et tout au long du traitement des minéraux

Nécessité d’une évaluation de l’efficacité énergétique dans le dynamitage

Dans les opérations minières et d'extraction actuelles, l'efficacité énergétique demeure un enjeu majeur. Le dynamitage, première étape du broyage, consomme une part importante de l'énergie totale nécessaire à la production de minéraux. Or, la véritable efficacité du dynamitage ne se mesure pas seulement à la quantité de roche brisée, mais aussi à la capacité des fragments obtenus à faciliter les opérations ultérieures telles que le concassage et le broyage.

Il est donc nécessaire de disposer d'un outil pour évaluer et quantifier l'utilisation de l'énergie lors du dynamitage, notamment par l'analyse de la fragmentation. En analysant la taille des fragments de roche en pourcentage de passage, les ingénieurs peuvent évaluer l'efficacité avec laquelle une conception de tir donnée a converti l'énergie explosive en fragmentation de la roche. Étant donné que des paramètres contrôlables tels que le volume de la charge, l'espacement, la répartition de la charge et le moment de l'amorçage déterminent la distribution de l'énergie explosive au sein du massif rocheux, la compréhension de la fragmentation permet de déterminer comment ces paramètres interagissent avec des facteurs incontrôlables comme la structure et les discontinuités de la roche.

WipWare : L’outil mondial d’évaluation de la taille des roches

WipWare Inc. est reconnue comme le leader mondial de la mesure de la taille des roches et de l'analyse de leur fragmentation. la règle pour l'évaluation de la taille des roches, WipWare propose outils innovants qui quantifient les distributions granulométriques (PSD) depuis l'avant-tir jusqu'aux étapes de traitement des minéraux après le tir, créant ainsi une boucle de rétroaction continue pour l'optimisation du processus.

Évaluation préalable au sablage avec WipJoint

Il est crucial de comprendre les conditions géologiques avant le dynamitage pour prédire les résultats de la fragmentation. Afin de mieux comprendre le lien entre la discontinuité du massif rocheux et le potentiel de fragmentation, WipWare a relancé WipJoint, une technologie développée en 1990 par les docteurs Norbert Maerz, John Franklin et Tom Palangio.

WipJoint permet d'évaluer l'espacement apparent des joints rocheux, leur orientation apparente, le RQD et la taille apparente des blocs in situ à partir d'images numériques des parois rocheuses. Ces informations pré-dynamitage sont essentielles pour corréler les conditions structurales avec les résultats de fragmentation post-dynamitage. En analysant les caractéristiques des joints, les ingénieurs miniers peuvent optimiser la conception de leurs tirs de mine afin d'assurer une répartition optimale de l'énergie au sein du massif rocheux, améliorant ainsi la fragmentation et réduisant le gaspillage d'énergie lors des étapes de broyage ultérieures.

Analyse de la fragmentation post-explosion avec WipFrag

Une fois le dynamitage terminé, WipFrag WipFrag offre la méthode la plus fiable et efficace pour évaluer les résultats de fragmentation. Grâce à une analyse d'image avancée, WipFrag calcule la distribution granulométrique (PSD) des tas de roches fragmentées et compare les résultats aux tailles cibles, telles que l'ouverture du concasseur primaire.

Cette fonctionnalité permet une comparaison quantitative entre différents types de tirs de mine, aidant ainsi à identifier les paramètres qui offrent la meilleure fragmentation pour une efficacité énergétique optimale et une compatibilité maximale avec les concasseurs. Grâce à des outils comme les enveloppes de spécifications et la détection des blocs, WipFrag permet d'évaluer si le tir a produit des matériaux de la taille et de la forme souhaitées pour les procédés en aval.

Évaluation des matériaux pendant le transport avec Reflex 6

Le contrôle de la fragmentation ne s'arrête pas au tas de déblais. Pendant le transport, WipWare... Réflexe Reflex étend l'analyse à chaque chargement de matériau. Équipé de caméras haute résolution et d'un ordinateur de bord, il capture des images en temps réel du matériau en transit, que ce soit lors du chargement dans le camion ou lors du déchargement dans la trémie du concasseur ou sur le tas de stockage.

Cette technologie permet un suivi continu de la qualité des matériaux issus de chaque banc de minage, fournissant aux opérateurs des données précieuses sur la taille, la forme, l'homogénéité des fragments et la variation du type de minerai. Le système Reflex sert ainsi de plateforme d'évaluation du chargement des véhicules, garantissant qu'aucun chargement ne soit négligé.

Surveillance des convoyeurs et optimisation des processus avec Solo 6

Au stade du traitement des minéraux, WipWare Solo Solo révolutionne la surveillance du broyage. Installé au-dessus des convoyeurs, il analyse en continu la granulométrie des matériaux alimentant le concasseur ou en sortant sous forme de produit. Ce système intelligent fournit un retour d'information en temps réel aux opérateurs, leur permettant ainsi d'optimiser le processus instantanément.

Solo s'intègre parfaitement aux systèmes de contrôle de processus existants tels que Modbus TCP et OPC UA, permettant une communication directe avec les réseaux de contrôle de l'usine. Ceci permet le réglage automatique de l'écartement des concasseurs, le contrôle de l'alimentation du broyeur SAG et l'équilibrage de la charge, garantissant ainsi un fonctionnement optimal de l'installation.

En maintenant une granulométrie d'alimentation constante et en ajustant les paramètres de fonctionnement en conséquence, Solo contribue à minimiser la pression sur les paliers, à réduire l'usure des revêtements, à améliorer le débit et à optimiser l'efficacité énergétique globale de l'ensemble du circuit de broyage.

La technologie WipWare offre une suite de solutions entièrement intégrées couvrant chaque étape de la chaîne de broyage, depuis l'évaluation géologique avant dynamitage (WipJoint) jusqu'au contrôle du traitement (Solo), en passant par l'évaluation de la fragmentation après dynamitage (WipFrag) et l'évaluation du transport (Reflex). En quantifiant et en reliant chaque étape, WipWare permet aux mines de mesurer, de surveiller et d'optimiser leur consommation d'énergie tout au long de l'exploitation. Il en résulte un dynamitage plus intelligent, une efficacité accrue des concasseurs et une approche plus durable du traitement des minéraux, pour atteindre l'objectif ultime d'un broyage écoénergétique.

Application des solutions WipWare de la mine au concasseur: Étude de cas à la carrière dstgroup

Cette étude présente la troisième phase d'une série de recherches en trois parties axées sur l'optimisation de l'interface entre les opérations de dynamitage et de concassage primaire à carrière de granulats dstgroup au Portugal, grâce aux solutions WipWare. L'objectif principal est d'améliorer les résultats de fragmentation afin de mieux adapter la distribution granulométrique aux exigences du concasseur, réduisant ainsi la consommation d'énergie et améliorant l'efficacité opérationnelle.

S’appuyant sur la méthodologie de base développée dans la première partie, qui intégrait la modélisation 3D de bancs et des levés topographiques pour évaluer la compatibilité des tirs de mine avec les spécifications du concasseur, l’étude a mis en évidence des écarts entre les résultats de fragmentation prévus et réels. La deuxième partie a appliqué des ajustements ciblés, tels que la réduction de la profondeur de forage et la modification du matériau de bourrage, permettant d’obtenir des améliorations mesurables du D80, de la taille maximale des fragments et de l’efficacité globale des tirs. Cependant, la formation de blocs erratiques a persisté dans certaines rangées de tirs, nécessitant une optimisation plus poussée.

Au cours de cette phase, l'équipe a mis en œuvre les recommandations restantes, notamment l'optimisation des schémas de forage et de dynamitage, l'augmentation du diamètre (de 12 mm à 21 mm) et de la longueur (de 1,8 m à 2 m) des bourrages, l'amélioration de la précision du forage et l'ajustement du temps entre les trous. Des images drone haute résolution et des relevés de dynamitage point par point ont été intégrés aux simulations O-PitSurface afin d'évaluer les performances de dynamitage. WipFrag Un logiciel a été utilisé pour une analyse détaillée de la taille des particules, permettant de comparer les résultats de fragmentation avant et après les modifications de conception.

Les résultats ont démontré des gains significatifs : le D50 a diminué de 19%, le D80 et le D95 de 20% et 23% respectivement, et la taille maximale des particules a été réduite de 3%, ce qui indique un meilleur contrôle des matériaux surdimensionnés. L’efficacité de fragmentation s’est améliorée de plus de 21% et l’indice d’uniformité a augmenté de 16%, reflétant une granulométrie plus homogène et prévisible. Les ajustements apportés au matériau et à la longueur du bourrage ont amélioré le confinement de l’énergie, minimisant les éruptions prématurées et favorisant une distribution uniforme de l’énergie dans toute la colonne de tir.

Le système Reflex, installé au-dessus du concasseur primaire, a permis un suivi en temps réel de la granulométrie du minerai brut, confirmant ainsi l'amélioration continue de la fragmentation et de l'homogénéité de l'alimentation du concasseur. Sur une période de six mois, les principaux indicateurs de granulométrie ont constamment affiché une tendance à la baisse, validant l'efficacité des ajustements itératifs des paramètres de dynamitage et démontrant la pertinence de stratégies intégrées, de la mine au concasseur, fondées sur les données.

En conclusion, cette étude démontre comment les solutions WipWare, notamment WipFrag, Reflex et O-PitSurface, permettent aux exploitants de carrières d'optimiser la fragmentation, de réduire les surdimensionnements et les fines, d'améliorer la compatibilité des concasseurs et d'accroître l'efficacité opérationnelle globale. Le cadre « de la mine au concasseur » constitue un modèle reproductible pour une intégration performante, prévisible et écoénergétique du processus de dynamitage au concassage.

Lire l'article complet ici : Cadre de traitement des minerais et des concasseurs pour les carrières