Du dynamitage au broyage : utiliser les données de fragmentation pour améliorer les performances minières

La fragmentation des roches influe sur presque toutes les étapes de l'exploitation minière et du traitement des minéraux. La taille et la distribution des matériaux produits par le dynamitage déterminent l'efficacité de leur excavation, de leur transport, de leur concassage et de leur broyage. Les variations de fragmentation peuvent affecter les performances des équipements, les coûts de traitement et l'homogénéité des matériaux tout au long de l'opération.

Pourtant, ces étapes sont souvent évaluées indépendamment. Les équipes de dynamitage analysent leurs résultats, les opérateurs de concasseurs surveillent les performances des équipements et le personnel de traitement s'adapte aux variations des conditions d'alimentation. Sans mesures fiables reliant ces activités, il peut être difficile de déterminer l'origine des variations ou les ajustements les plus efficaces.

La mesure de la fragmentation permet de relier ces étapes en transformant la taille des matériaux et d'autres caractéristiques en données qui peuvent être comparées, surveillées et utilisées pour orienter les décisions opérationnelles.

De la caractérisation de la roche avant le dynamitage à la surveillance continue du convoyeur, le suivi de la fragmentation de la fosse à l'usine aide les opérations à comprendre le comportement des matériaux, à évaluer les performances du processus et à identifier les possibilités d'amélioration tout au long de la durée de vie d'une mine.

1. Commencez par le processus, et non par la mesure.

Avant de décider où mesurer la fragmentation, il est important de comprendre ce que l'opération vise à réaliser.

Une granulométrie acceptable pour un procédé peut ne pas convenir à un autre. Un matériau facilement traitable par un concasseur primaire de grande taille peut poser des difficultés à un concasseur aval plus petit. De même, les caractéristiques d'alimentation qui assurent une performance de broyage stable pour une opération peuvent être indésirables pour une autre.

La première étape consiste donc à déterminer les caractéristiques des matériaux qui importent pour chaque procédé.

Cela pourrait inclure :

• Taille maximale des particules entrant dans un concasseur ou un système de manutention des matériaux.
• Distribution granulométrique alimentant un concasseur ou un broyeur.
• Le pourcentage de matériau se situant dans une plage de tailles acceptable.
• Modifications de la taille ou de la forme des particules entre les étapes de traitement.
• Variations des caractéristiques des matériaux entre les zones minières ou les sources d'approvisionnement.
• Respect des exigences granulométriques ou autres spécifications du produit.

Une fois ces exigences comprises, l'opération peut identifier les mesures nécessaires à leur évaluation.

Comprendre la distribution granulométrique

La distribution granulométrique décrit les proportions relatives des différentes tailles de particules au sein d'un échantillon de matériau.

Elle est généralement présentée sous forme de courbe cumulative de pourcentage de passage, montrant le pourcentage de matière plus petite qu'une taille de particule donnée.

Une mesure fréquemment utilisée est P80, La taille des particules à laquelle le matériau passe (80%) est indiquée. D'autres mesures, telles que P50 et P95, décrivent différentes parties de la distribution.

Le P80 est utile pour comparer la granulométrie des matières premières et des produits, suivre l'évolution des procédés et évaluer les performances de concassage et de broyage. Toutefois, il ne doit pas être considéré comme une description exhaustive du matériau.

Deux échantillons peuvent avoir le même P80 tout en contenant des proportions très différentes de particules surdimensionnées, intermédiaires ou fines.

Par exemple, une opération visant à prévenir les blocages de concasseurs peut nécessiter la surveillance des particules les plus grosses et du pourcentage de celles dépassant une limite granulométrique spécifique. Dans ce cas, le P80 seul peut ne pas fournir les informations nécessaires à la prise de décision.

Pour une explication plus détaillée, voir Comprendre le P80 dans le concassage et le traitement des matériaux.

Utilisation des enveloppes de spécifications

Une enveloppe de spécification définit les limites acceptables pour une distribution granulométrique.

Plutôt que d'évaluer une courbe PSD hors contexte, les opérateurs peuvent comparer les résultats mesurés avec une plage établie de tailles de matériaux acceptables.

Ces limites peuvent être basées sur les exigences de l'équipement, les spécifications du produit, les objectifs opérationnels ou d'autres critères de performance.

Par exemple, un concasseur peut avoir une taille d'alimentation maximale acceptable, tandis qu'un producteur de granulats peut avoir besoin de maintenir une granulométrie de produit dans des limites spécifiées.

Les technologies de mesure de WipWare permettent aux opérateurs d'évaluer les matériaux en fonction de critères granulométriques définis. Dans WipFrag, les enveloppes de spécification offrent un repère visuel pour comparer les courbes de distribution granulométrique mesurées à la distribution souhaitée.

En définissant ce qui constitue un matériau acceptable avant de procéder aux mesures, les opérations peuvent plus facilement identifier les écarts significatifs et déterminer quand une enquête plus approfondie ou des mesures correctives sont nécessaires.

2. Avant le dynamitage : Comprendre la masse rocheuse

La fragmentation commence par les caractéristiques de la roche elle-même.

La résistance de la roche, sa densité, l'espacement des joints, la stratification, les failles et autres caractéristiques géologiques influencent la manière dont l'énergie explosive interagit avec le matériau et la façon dont les fragments se forment.

Même lorsque les schémas de forage et le chargement d'explosifs restent constants, des changements dans les conditions géologiques peuvent produire des résultats de fragmentation différents.

Comprendre ces conditions avant le dynamitage permet de mieux contextualiser l'évaluation des résultats ultérieurs.

Caractérisation de la structure rocheuse avec WipJoint

WipFrag inclut WipJoint, un outil permettant de caractériser la structure rocheuse à partir de photographies de parois rocheuses exposées.

WipJoint mesure l'orientation, l'espacement et la persistance apparents des joints, ainsi que la désignation de qualité de la roche (RQD) estimée et la taille apparente des blocs in situ.

Ces mesures permettent de décrire les variations structurelles au sein d'une masse rocheuse qui peuvent influencer la façon dont le matériau réagit au dynamitage.

Par exemple, une zone fortement fracturée peut se briser différemment d'une zone adjacente contenant des blocs rocheux plus grands et plus résistants.

La comparaison des caractéristiques structurelles avant le dynamitage avec la fragmentation produite après celui-ci peut aider les ingénieurs à mieux comprendre ces différences et à évaluer l'influence des conditions géologiques sur les performances du dynamitage.

Établir des objectifs de fragmentation

Avant un dynamitage, l'opération peut également définir des cibles de fragmentation en fonction des exigences des équipements situés en aval.

Ces objectifs peuvent inclure la limitation des matériaux surdimensionnés nécessitant un concassage secondaire, la production d'une granulométrie adaptée au concasseur primaire ou le maintien d'une distribution granulométrique particulière pour le traitement ultérieur.

Le cas échéant, WipFrag BlastCast Cet outil peut être utilisé pour comparer la fragmentation modélisée avec les résultats mesurés lors d'explosions précédentes.

BlastCast utilise le modèle Kuz-Ram-Cunningham-Ouchterlony (KCO) pour prédire la fragmentation en fonction des paramètres de conception du tir, des caractéristiques de l'explosif et des conditions de la roche.

En calibrant le facteur roche du modèle par rapport aux mesures de fragmentation réelles, les ingénieurs peuvent établir une base de référence pour comparer comment les modifications apportées à certains paramètres de conception de tir peuvent influencer la PSD prévue dans des conditions rocheuses similaires.

Ces évaluations permettent d'évaluer les changements possibles, même si les résultats réels du dynamitage doivent encore être mesurés pour confirmer le résultat.

Pour plus d'informations sur les mécanismes physiques et les facteurs de conception influençant la fragmentation, voir Comprendre le dynamitage et la fragmentation des roches.

3. Après le dynamitage : Mesure de la production

Une fois le dynamitage terminé, l'analyse de la fragmentation offre la première opportunité d'évaluer les matériaux résultants par rapport aux objectifs initiaux.

Les évaluations visuelles peuvent révéler un surdimensionnement évident ou une fragmentation irrégulière, mais elles ne permettent pas de quantifier de manière systématique la distribution granulométrique.

WipFrag convertit les photographies de matériaux fragmentés exposés en mesures de distribution granulométrique, permettant aux opérateurs de comparer quantitativement les résultats du dynamitage.

Des images peuvent être recueillies à partir des terrils, des banquettes, des chantiers souterrains, des stocks et autres matériaux accessibles. Les drones peuvent également fournir des images couvrant de vastes zones exposées.

Comparaison des explosions et identification de la variabilité

Les mesures quantitatives permettent de comparer la fragmentation entre différents tirs de mine, zones minières, conditions géologiques et configurations de conception.

Par exemple, une opération peut comparer le pourcentage de matériaux surdimensionnés produits par des tirs successifs ou évaluer si des changements dans le schéma de forage sont associés à un changement dans la PSD.

Plusieurs images peuvent être combinées pour représenter une zone d'échantillonnage plus large, tandis que des images de drones appropriées peuvent aider à révéler les différences spatiales au sein d'un tas de déblais.

Une carte de fragmentation peut révéler qu'une zone contient systématiquement des fragments plus grands qu'une autre. La comparaison de ces informations avec les observations géologiques et les données de forage permet d'identifier les conditions nécessitant des investigations complémentaires.

Cependant, les mesures de fragmentation ne permettent pas d'établir à elles seules la cause d'un résultat particulier. Des schémas similaires peuvent résulter de différences dans la structure de la roche, la charge, l'espacement, la répartition des explosifs ou d'autres facteurs.

L'intérêt majeur réside dans l'évaluation des mesures parallèlement aux enregistrements des explosions correspondantes.

Mesure du matériau représentatif

Comme pour toute méthode d'échantillonnage, l'utilité des données de fragmentation dépend de la représentativité des mesures par rapport au matériau évalué.

Les images doivent être collectées à partir de lieux appropriés et dans des conditions adéquates, avec un nombre suffisant d'échantillons pour tenir compte de la variabilité des matériaux.

L'analyse photographique permet de mesurer les particules visibles en surface. Les matériaux enfouis et les particules masquées par des fragments plus importants ne peuvent être mesurés directement.

Pour des conseils pratiques, consultez le Guide de capture et d'échantillonnage d'images WipFrag.

Analyse professionnelle de la fragmentation avec MailFrag

Toutes les opérations ne disposent pas du personnel, du temps ou des ressources nécessaires pour mener en interne une analyse de fragmentation.

Pour ces applications, WipWare propose MailFrag, un service d'analyse professionnelle disponible via WipFrag.

Les utilisateurs préparent et soumettent leurs images avec les informations d'échelle appropriées, et les spécialistes de l'analyse de WipWare effectuent la délimitation, la vérification et l'analyse des particules. Les résultats complets sont ensuite transmis via WipFrag.

Cela offre une alternative pour les opérations nécessitant des mesures quantitatives de fragmentation sans avoir à réaliser elles-mêmes l'analyse.

MailFrag peut s'avérer particulièrement utile pour des évaluations ponctuelles de fragmentation, des projets spécialisés ou des organisations recherchant de l'aide pour leur flux de travail d'analyse.

Qu’elle soit réalisée en interne ou via MailFrag, l’objectif reste le même : obtenir des mesures de fragmentation fiables et représentatives permettant de prendre des décisions opérationnelles pertinentes.

4. De la mine à l'usine : Mesure des matériaux pendant le transport

Les mesures de fragmentation effectuées sur un tas de déblais décrivent le matériau à un stade précis de l'opération. Cependant, les caractéristiques du matériau peuvent varier considérablement selon les zones excavées, mélangées, transportées et acheminées vers les installations de traitement.

Cela crée une autre opportunité de mesure.

Analyse de la charge du véhicule avec Reflex

Réflexe est un système automatisé de mesure des particules conçu pour les matériaux transportés dans des camions de transport, des chargeuses, des wagons et autres véhicules.

Selon le type d'installation, le système peut capturer des matériaux contenus dans le chargement d'un véhicule ou lors de leur déchargement à un lieu de réception.

Reflex Basic permet une surveillance ciblée de la taille maximale ou de la couleur, tandis que Reflex Complete permet des mesures de la distribution granulométrique, de la forme et de la couleur des particules.

Ces mesures permettent aux opérateurs de comparer les matériaux provenant de différents chargements de véhicules et d'identifier les changements avant que les matériaux n'atteignent les équipements en aval.

Relier le chargement et le transport au traitement

Les mesures chargement par chargement peuvent s'avérer particulièrement utiles lorsque les matériaux proviennent de différentes zones de dynamitage ou lorsque l'opération connaît une variabilité importante dans l'alimentation du concasseur.

Par exemple, le suivi de la granulométrie des matériaux arrivant à un concasseur primaire peut aider les opérateurs à déterminer si les conditions d'alimentation grossière sont isolées ou récurrentes.

Lorsque les informations relatives à l'identité du chargement, à son emplacement et à son expédition sont disponibles, les résultats de la fragmentation peuvent également être associés à des zones minières ou à des mouvements de matériaux particuliers.

Cela permet de relier les conditions de fragmentation en amont au matériau acheminé vers le centre de traitement.

Ces informations peuvent étayer les décisions opérationnelles relatives à l'acheminement des matériaux, à la gestion des flux, au traitement des déchets hors gabarit ou à une enquête plus approfondie sur une source particulière.

Suivi des modifications entre la fosse et le concasseur

Les mesures recueillies à différentes étapes peuvent également aider à faire la distinction entre la fragmentation initialement produite par le dynamitage et le matériau acheminé ultérieurement vers le centre de traitement.

La composition des matériaux visibles dans un tas de déblais n'est pas nécessairement identique à celle des matériaux arrivant au concasseur. Les méthodes de chargement, le tri, le mélange et la manutention des matériaux peuvent tous influencer la composition des chargements.

La comparaison des mesures effectuées à différents endroits apporte un éclairage supplémentaire sur ces changements.

Ceci est particulièrement précieux lorsqu'une opération vise à déterminer si l'irrégularité de l'alimentation du concasseur provient du dynamitage, de la manutention des matériaux ou de la combinaison de plusieurs sources d'alimentation.

L’objectif n’est pas nécessairement de mesurer chaque fragment, mais de recueillir des informations utiles et cohérentes sur la matière qui passe d’une étape à l’autre.

5. Traitement en continu : surveillance continue du convoyeur

Une fois que la matière entre dans le circuit de concassage et de traitement, la distribution granulométrique de ses particules continue d'évoluer.

Les concasseurs réduisent les particules les plus grosses, les tamis séparent les matériaux en fonction de leur taille et les circuits de broyage préparent la matière première pour le traitement ultérieur.

Parallèlement, des différences dans les propriétés de la roche, l'état de l'équipement, les paramètres de fonctionnement et les matériaux entrants peuvent entraîner des variations dans la distribution granulométrique.

Les convoyeurs constituent des emplacements utiles pour surveiller ces changements pendant le déplacement des matériaux au cours de l'opération.

Mesure de particules sur convoyeur avec Solo

Solo Il s'agit d'un système de mesure automatisé pour convoyeurs qui capture et analyse de manière répétée les matériaux lors de leur passage dans un circuit de traitement.

Selon sa configuration, Solo peut fournir des mesures de la taille maximale des particules, de la distribution granulométrique, de la forme des particules, du volume estimé et de la couleur.

Solo Basic permet un contrôle ciblé de la taille maximale ou de la couleur, tandis que Solo Complete offre une analyse PSD complète et des mesures de matériaux supplémentaires.

Ces fonctionnalités permettent aux opérations de sélectionner une approche de mesure adaptée à la décision à prendre.

Par exemple, la détection de matériaux dépassant une certaine limite de taille peut se limiter à la surveillance de la taille maximale des particules. Comprendre comment la distribution granulométrique complète évolue après broyage ou mélange nécessite généralement des mesures de distribution spatiale.

Surveillance des performances du concasseur

L'installation d'un système de mesure après un concasseur permet aux opérateurs d'évaluer le matériau produit.

Les variations de la taille du produit peuvent indiquer des variations dans les caractéristiques de l'alimentation, les conditions de fonctionnement, les réglages du concasseur ou l'usure de l'équipement.

L'apparition d'une tendance au surdimensionnement peut inciter un opérateur à vérifier si le concasseur produit des matériaux en dehors de la plage souhaitée.

Lorsque l'équipement et la stratégie de contrôle le permettent, les données de mesure peuvent également être intégrées aux systèmes de contrôle de processus pour prendre en charge les alarmes ou les ajustements automatisés.

Toutefois, ces mesures ne permettent pas d'établir à elles seules la cause d'une variation. Les données de fonctionnement du concasseur et d'autres informations relatives au procédé sont nécessaires pour déterminer la réponse appropriée.

Contrôle et détection des objets surdimensionnés

Les opérations de contrôle constituent un autre point de mesure utile.

Lorsqu'un écran s'use, s'abîme ou fonctionne mal, des tailles de matériaux inattendues peuvent commencer à apparaître dans son rendu.

La surveillance des matériaux en aval d'un tamis peut aider à identifier les particules dépassant la limite de taille prévue.

Une alerte peut permettre aux opérateurs d'enquêter sur un problème naissant avant que des quantités importantes de matériaux non conformes ne pénètrent dans un stock, un circuit de traitement ou un flux de produits finis.

L'utilité de cette application dépend de la taille des particules concernées et de la capacité du système de mesure à les distinguer de manière fiable.

Surveillance de l'alimentation du circuit de broyage

La taille des matériaux entrant dans un circuit de broyage autogène (AG) ou semi-autogène (SAG) peut fortement influencer le fonctionnement du broyeur.

Les variations dans la distribution granulométrique de l'alimentation peuvent affecter le comportement du broyage, les charges circulantes et la stabilité du broyeur.

La mesure des matériaux sur un convoyeur alimentant le broyeur peut fournir des informations sur ces changements et aider les opérateurs à évaluer la relation entre les caractéristiques de l'alimentation et les performances du processus.

Selon l'opération, ces mesures peuvent aider à prendre des décisions concernant les débits d'alimentation, le mélange des stocks ou le contrôle avancé des processus.

L'objectif n'est pas nécessairement de maintenir la plus petite granulométrie possible, mais de fournir un matériau adapté au circuit de broyage et à ses conditions de fonctionnement.

Comprendre les changements au fil des étapes de traitement

Les mesures deviennent particulièrement instructives lorsque l'on peut comparer les résultats obtenus à différents endroits de traitement.

Par exemple, les mesures recueillies avant et après un concasseur peuvent aider les opérateurs à comprendre la relation entre le matériau entrant et le produit final.

Des mesures effectuées en plusieurs points d'un circuit de concassage peuvent révéler comment les changements survenus à une étape influencent le matériau acheminé vers la suivante.

Le cas échéant, les données granulométriques peuvent également être évaluées en parallèle avec le débit, les réglages du concasseur, la consommation électrique de l'équipement et d'autres informations de fonctionnement.

Ce contexte plus large permet de distinguer les changements dans les caractéristiques des matériaux des changements dans les performances des équipements.

6. Choisir où mesurer

Il n'existe pas d'emplacement de mesure idéal unique pour chaque opération.

L'emplacement le plus approprié dépend du matériau, de l'équipement, des contraintes opérationnelles et des décisions que les mesures sont censées étayer.

Une approche pratique consiste à partir de la question du processus, puis à identifier où le matériau pertinent peut être mesuré.

emplacement de mesure	Ce que la mesure peut aider à évaluer
Face rocheuse avant dynamitage	Structure géologique et conditions influençant la fragmentation
tas de fumier foutu	Performances de dynamitage, surdimensionnement, PSD et variabilité spatiale
points de chargement ou de déchargement des véhicules	Variation d'une charge à l'autre et provenance des matériaux (sources diverses)
Concasseur pré-primaire	Caractéristiques des matières premières et variabilité des matériaux
concasseur post-primaire	Taille des produits Crusher, tendances en matière de surdimensionnement et évolution des performances
concasseur postsecondaire ou tertiaire	Cohérence du produit et effets des ajustements de broyage
Convoyeur post-criblage	Dimensions inattendues, performances de l'écran et conformité du produit
Alimentation du circuit de broyage	Variabilité de la taille de l'alimentation, décisions de mélange et stabilité du procédé

Ces emplacements ne sont pas interchangeables. Chacun répond à une question opérationnelle différente.

Avant ou après un concasseur ?

Une mesure effectuée en amont d'un concasseur décrit le matériau entrant dans la machine. Elle permet de déterminer si des variations de la granulométrie d'alimentation peuvent contribuer aux variations de performance.

Une mesure effectuée après le concasseur décrit le matériau produit. Elle permet d'évaluer si le rendement est conforme aux exigences et si sa distribution évolue au fil du temps.

Ces deux mesures peuvent être utiles conjointement car elles fournissent des informations sur la relation entre la matière première et le produit final.

Toutefois, ces informations supplémentaires ne créent de la valeur que si l'opération a une raison de les utiliser.

Choisir le bon système de mesure

Choisir un système de mesure ne se limite pas à déterminer son emplacement. La technologie doit également fournir les informations nécessaires à la mise en œuvre de la décision opérationnelle envisagée.

WipWare propose différentes approches de mesure en fonction de la présentation du matériau et des caractéristiques à évaluer.

• WipFrag Il permet la fragmentation à la demande et l'analyse des particules à partir de photographies prises sur le terrain, en laboratoire, sous terre ou par drone.
• Réflexe permet des mesures automatisées des matériaux dans les chargements de véhicules ou lors du déchargement, aidant ainsi les opérations à surveiller la variabilité d'un chargement à l'autre.
• Solo assure des mesures répétées des matériaux sur les convoyeurs et les lignes de production, permettant une surveillance continue et un contrôle précis des processus.

Pour les systèmes automatisés, le choix entre les configurations de base et complètes dépend des informations requises.

Surveillance de base — Surveillance ciblée

Solo Basic et Reflex Basic sont conçus pour les applications dont l'objectif principal est de contrôler la taille maximale des particules ou la couleur du matériau.

Par exemple, une opération peut nécessiter l'identification de matériaux surdimensionnés approchant d'un concasseur, la détection de particules inattendues après le criblage ou la surveillance de changements de couleur pouvant indiquer des différences dans les caractéristiques des matériaux.

Lorsqu'une seule mesure peut fournir le signal opérationnel requis, Basic peut offrir une solution plus appropriée qu'une analyse PSD complète.

Analyse complète des matériaux

Solo Complete et Reflex Complete fournissent des mesures complètes de la distribution granulométrique, ainsi que des informations sur la forme et la couleur des particules. Solo Complete fournit également une estimation du volume de matériau.

Ces configurations sont utiles lorsque les opérations nécessitent de comprendre les changements sur plusieurs classes de taille de particules, de comparer des distributions complètes ou d'évaluer les caractéristiques des matériaux au fil du temps.

Les applications comprennent la surveillance des performances des concasseurs, l'évaluation de l'alimentation des circuits de broyage, la comparaison des matériaux provenant de différentes sources et l'évaluation de la conformité aux objectifs de granulométrie.

Adapter la mesure à l'application

Un système de mesure plus complet n'est pas nécessairement plus utile pour toutes les applications.

Par exemple, la détection de particules dépassant une limite de taille définie peut se limiter à la surveillance de la taille maximale. En revanche, comprendre comment un concasseur modifie la distribution granulométrique globale nécessite généralement des mesures de distribution granulométrique plus détaillées.

Le système approprié dépend également de la possibilité de mesurer le matériau de manière fiable dans les conditions d'installation proposées.

Des facteurs tels que la taille des particules, la visibilité, le champ de vision, la distance de montage, le mouvement des matériaux et les conditions environnementales influencent tous le choix du système.

L'objectif est de sélectionner la capacité de mesure qui fournit des informations utiles au processus, sans introduire de complexité inutile.

Comprendre les plages de tailles de particules détectables

Un élément important à prendre en compte lors du choix d'un emplacement de mesure est la capacité du système à distinguer de manière fiable les tailles de particules qui importent pour l'opération.

Pour la surveillance optique des convoyeurs, la plage de tailles détectables dépend de la résolution de la caméra, du choix de l'objectif, de la distance de montage et du champ de vision. Un champ de vision plus large permet d'observer une plus grande surface de matériau, mais réduit la précision de l'image pour l'identification des particules les plus fines. Un champ de vision plus étroit améliore la résolution pour les particules fines, mais peut limiter la couverture des matériaux plus gros ou de l'ensemble du flux de matériau.

Par exemple, la surveillance du débit d'un concasseur primaire grossier sur un large convoyeur présente des exigences différentes de celle requise pour la mesure de matériaux plus fins alimentant un broyeur. La configuration de la caméra doit tenir compte à la fois de la granulométrie des matériaux et des conditions physiques au point de mesure.

Ces considérations sont particulièrement importantes lorsqu'il s'agit de choisir entre la détection de la taille maximale et l'analyse complète de la distribution granulométrique.

Pour une explication plus détaillée, incluant des exemples pratiques d'installation, voir Comprendre les plages de tailles dans l'analyse des bandes transporteuses.

7. Échantillonnage périodique et surveillance continue

L'analyse granulométrique traditionnelle reste une méthode importante de mesure de la taille des particules.

Lorsqu'elle est correctement réalisée, elle fournit une évaluation physique du matériau échantillonné et peut inclure des fractions difficiles à résoudre par des mesures optiques.

Cependant, un échantillon prélevé périodiquement représente le matériau prélevé à ce moment et à cet endroit précis.

Si les caractéristiques des matériaux changent significativement d'un échantillon à l'autre, ces variations risquent de ne pas être détectées.

L'intérêt de mesures plus fréquentes

Des systèmes de surveillance automatisés collectent des mesures en continu pendant que les matériaux se déplacent tout au long du processus.

Au lieu de se fier uniquement à des mesures prises à intervalles occasionnels, les opérateurs peuvent observer l'évolution des tendances, comparer les périodes de fonctionnement et identifier les changements inattendus.

Par exemple, un concasseur peut produire des matériaux de la taille souhaitée pendant une période d'échantillonnage programmée, mais subir des épisodes de surdimensionnement intermittents dans d'autres conditions de fonctionnement.

Un système de surveillance peut fournir des informations supplémentaires sur ces variations.

La surveillance continue ne signifie pas que chaque particule est mesurée. Les systèmes optiques prélèvent des échantillons de matière visible à intervalles réguliers, et leurs résultats sont influencés par la fréquence de mesure, la géométrie de l'installation et les caractéristiques du matériau.

Néanmoins, des mesures répétées peuvent révéler des tendances que l'échantillonnage périodique seul pourrait ne pas laisser passer.

Pourquoi les deux méthodes sont importantes

Les mesures optiques automatisées et l'analyse granulométrique physique fournissent des informations complémentaires.

L'analyse granulométrique permet de caractériser les matériaux en vrac et de fournir des mesures de référence, tandis que les systèmes automatisés permettent des observations plus fréquentes du comportement du processus.

Le cas échéant, l'échantillonnage comparatif et l'étalonnage peuvent aider à établir des relations entre les mesures optiques et les résultats de laboratoire.

Plutôt que de considérer une méthode comme un remplacement de l'autre, les opérations peuvent les combiner pour parvenir à une compréhension plus globale de la taille des matériaux et de la variabilité des processus.

L'objectif est de recueillir des mesures à la fois pertinentes et suffisamment représentatives des décisions qu'elles permettront d'éclairer.

8. Transformer les mesures en décisions de processus

La collecte de davantage de données n'améliore pas automatiquement une opération.

L'intérêt pratique de la mesure réside dans la définition de la manière dont l'information sera évaluée et des mesures qui pourront être prises en cas de changement de situation.

Une stratégie de surveillance efficace associe trois éléments :

1. Mesures: Quelle caractéristique du matériau est surveillée ?
2. Cible: Quelle plage de valeurs ou quelle condition est considérée comme acceptable ?
3. Réponse: Que doit-il se passer lorsque la mesure indique un écart significatif ?

Utilisation des limites de taille et des enveloppes de spécifications

Une limite de taille maximale des particules peut suffire lorsque l'objectif est de détecter les matériaux surdimensionnés susceptibles d'interférer avec les équipements en aval.

D'autres applications nécessitent le suivi de la DSP globale par rapport à une enveloppe de spécifications.

Par exemple, un procédé peut exiger qu'un certain pourcentage de matériau reste dans une plage de tailles acceptable plutôt que de simplement rester en dessous d'une taille maximale.

La comparaison des mesures avec ces limites permet aux opérateurs d'identifier si le matériau est conforme aux spécifications et comment sa distribution évolue.

Les limites appropriées doivent être établies en fonction des exigences de l'équipement ou du procédé, et non en fonction d'objectifs généraux de taille de particules.

Des alertes à l'automatisation

Les résultats des mesures peuvent être présentés aux opérateurs pour examen, connectés à des alarmes ou intégrés dans un système de contrôle d'usine lorsque celui-ci le permet.

Les systèmes automatisés de WipWare peuvent communiquer des données de mesure via des protocoles industriels tels que Modbus TCP et OPC UA.

Cela permet d'intégrer les mesures de particules aux autres informations de fonctionnement utilisées par un automate programmable, un système SCADA ou une stratégie de contrôle.

Par exemple, la détection d'un problème de surdimensionnement en aval d'un concasseur pourrait inciter un opérateur à revoir les réglages du concasseur ou l'état de l'équipement.

Avec des dispositifs d'ingénierie et de sécurité appropriés, cette mesure pourrait également contribuer à une stratégie de contrôle automatisée.

Une application historique de WipWare dans une exploitation minière du nord du Québec illustre cette approche. L'exploitation devait contrôler les matériaux dépassant environ 150 mm (6 pouces) après le concassage primaire. En collaboration avec Xstrata Process Support (XPS) et un fournisseur de vérins hydrauliques, WipWare a contribué à la mise en œuvre d'un système qui identifiait les matériaux surdimensionnés et communiquait avec un automate programmable pour permettre le réglage automatique du concasseur.

Cette application démontre comment les mesures de particules peuvent devenir des données de contrôle pratiques lorsqu'elles sont intégrées à des équipements et des dispositifs de sécurité de processus appropriés.

La décision d'automatiser doit dépendre de la fiabilité avec laquelle la mesure représente le processus, de la rapidité avec laquelle une réponse est nécessaire et des conséquences opérationnelles de l'ajustement proposé.

L’objectif est d’utiliser la mesure comme un élément fiable d’entrée pour une décision opérationnelle appropriée, et non d’automatiser simplement parce que des données sont disponibles.

9. Étude de cas : Lien entre la fragmentation par dynamitage et les exigences des concasseurs

Un programme de recherche mené dans la carrière de granulats de dstgroup au Portugal démontre comment la mesure de la fragmentation peut relier l'évaluation des tirs de mine aux exigences de traitement en aval.

La recherche a impliqué WipWare, O-Pitblast et dstgroup, dans le but d'améliorer la relation entre les performances de dynamitage et la compatibilité avec le concasseur primaire.

Établir une base de référence mesurable

La phase initiale a combiné une topographie détaillée des gradins, des relevés des trous de mine, une simulation de la conception des tirs et une mesure de la fragmentation.

À l'aide de WipFrag, les chercheurs ont évalué la distribution granulométrique des matériaux dynamités et comparé les résultats aux exigences du concasseur primaire de la carrière.

Une enveloppe de compatibilité des concasseurs a permis d'identifier les matériaux de la taille souhaitée et les matériaux surdimensionnés nécessitant une manutention ou un concassage supplémentaire.

Les premières évaluations ont révélé des différences entre la fragmentation prévue et mesurée, ainsi que des variations liées à la géométrie du tir et à la précision du forage.

Ces résultats ont servi de base à l'évaluation des ajustements ultérieurs.

Évaluation des modifications apportées à la conception des tirs de mine

Les phases ultérieures de la recherche ont porté sur les modifications apportées aux paramètres de conception des tirs de mine, notamment les propriétés de bourrage, le sous-forage, la précision du forage et le moment de l'amorçage.

Des mesures de fragmentation ont été utilisées pour comparer les résultats et évaluer si les modifications permettaient de rapprocher le matériau de la distribution d'alimentation souhaitée par le concasseur.

Les recherches ont finalement démontré des améliorations mesurables suite à des ajustements ciblés de la conception du tir, notamment une réduction de 11% du D80, une réduction de 19% de la taille maximale des fragments et une amélioration de 21% de l'efficacité de fragmentation. Ces modifications ont permis de rapprocher la distribution granulométrique (PSD) du minerai brut 15% de la plage de compatibilité du concasseur.

Ces résultats décrivent les conditions particulières et les comparaisons utilisées dans la recherche, plutôt que des améliorations de performance qui pourraient être supposées dans d'autres opérations.

Extension de la mesure à l'alimentation du concasseur

La recherche a également intégré des mesures automatisées utilisant Reflex à proximité du concasseur primaire.

Ces observations ont permis d'évaluer les matériaux arrivant pour traitement et ont fourni un moyen supplémentaire de comparer les effets des modifications apportées à la conception du tir de mine au fil du temps. Comme mentionné précédemment, suite aux ajustements initiaux de la conception du tir, la granulométrie du minerai brut s'est rapprochée de la plage de compatibilité du concasseur établie lors de la phase de référence.

L'importance de ces travaux ne réside pas simplement dans le fait qu'une seule explosion a produit des fragments plus petits.

Il illustre un processus axé sur la mesure dans lequel les exigences du concasseur ont permis de définir les objectifs de fragmentation, les résultats du dynamitage ont été mesurés, les ajustements ont été évalués et les caractéristiques ultérieures des matériaux ont été surveillées.

Cette approche relie l'opération de dynamitage aux exigences des équipements en aval plutôt que de traiter la fragmentation comme un résultat isolé du dynamitage.

Pour en savoir plus, consultez les articles publiés dans les revues. Un cadre de gestion de la chaîne de valeur, de la mine au concasseur, pour les opérations d'extraction de granulats: Partie 1, Partie 2 et Partie 3.

10. Établir une visibilité à long terme tout au long du cycle de vie d'une mine

Les mesures individuelles fournissent des informations sur le matériau à un moment et un endroit précis.

Leur valeur peut croître lorsque les résultats sont collectés de manière cohérente, associés à des conditions d'exploitation et comparés sur de plus longues périodes.

Au fur et à mesure de l'exploitation minière, les opérations rencontrent différentes zones géologiques, caractéristiques des matériaux, conditions des équipements et exigences de traitement.

Les mesures recueillies au fil du temps peuvent aider à documenter ces changements et servir de référence pour évaluer les performances ultérieures.

Relier les mesures entre les différentes étapes

Les technologies de WipWare offrent des méthodes complémentaires pour caractériser les matériaux tout au long du cycle d'extraction et de traitement :

• WipJoint caractérise la structure rocheuse exposée avant le dynamitage.
• WipFrag évalue la fragmentation post-explosion et d'autres échantillons de matériaux accessibles.
• BlastCast permet de comparer la fragmentation mesurée avec les résultats modélisés et d'étudier les modifications de conception potentielles.
• Réflexe assure des mesures automatisées de la charge des véhicules entre le chargement, le transport et le traitement.
• Solo assure des mesures répétées des matériaux sur les convoyeurs et les lignes de production.
• MailFrag propose une analyse WipFrag assistée par des spécialistes lorsque les ressources d'analyse internes sont limitées.

Ces technologies ne mesurent pas toutes les matériaux de la même manière, et il n'est pas nécessaire qu'elles soient déployées simultanément pour apporter de la valeur.

Chacune répond à un besoin de mesure différent, et l'utilité de combiner les résultats dépend d'un échantillonnage approprié, d'un étalonnage, d'une communication cohérente des résultats et des informations opérationnelles disponibles.

Par exemple, une mine peut comparer les mesures WipFrag effectuées lors d'un tir de mine avec les mesures Reflex effectuées ultérieurement sur les chargements de camions quittant la zone minière. Les mesures Solo peuvent ensuite fournir des informations sur les matériaux entrant ou sortant d'une étape de traitement.

Lorsque ces résultats sont associés à leurs lieux, dates, sources et conditions de fonctionnement, ils peuvent aider à expliquer comment les caractéristiques des matériaux évoluent au fil de la production.

Évaluation des tendances et des changements opérationnels

Les relevés de mesures à long terme peuvent également permettre des comparaisons entre les périodes d'exploitation.

Une mine peut évaluer la fragmentation avant et après un changement de pratiques de dynamitage, examiner la taille des produits du concasseur à mesure que l'équipement s'use, ou comparer les caractéristiques d'alimentation du circuit de broyage provenant de différentes zones minières.

Les mesures peuvent être évaluées en parallèle avec des indicateurs de fonctionnement tels que le débit, la consommation d'énergie, les paramètres des équipements, les registres de maintenance et l'acheminement des matériaux.

Cela permet aux ingénieurs d'étudier si les modifications des caractéristiques des matériaux sont associées à des modifications des performances du processus.

Il est important de noter que les mesures de fragmentation ne permettent pas de quantifier directement l'efficacité énergétique, l'usure des équipements ou les économies de coûts. Ces résultats nécessitent des données opérationnelles correspondantes.

L'intérêt de la mesure de la fragmentation réside dans le fait qu'elle ajoute des informations sur la caractérisation des matériaux à ces évaluations, aidant ainsi les opérateurs à mieux comprendre les conditions influençant les performances.

Élaboration d'un processus d'amélioration continu

Un programme d'amélioration axé sur la mesure commence par la définition des exigences opérationnelles et l'établissement d'objectifs pertinents.

Des mesures sont ensuite collectées à des emplacements sélectionnés afin de déterminer comment les caractéristiques réelles des matériaux se comparent à ces exigences.

Lorsque les conditions diffèrent des prévisions, les résultats peuvent être évalués en tenant compte des informations géologiques, des équipements et des données d'exploitation correspondantes.

Les modifications apportées aux paramètres de dynamitage, de concassage, de criblage ou autres paramètres de processus peuvent ensuite être évaluées à l'aide de mesures ultérieures.

Au fil du temps, cela crée un processus de rétroaction dans lequel les décisions opérationnelles sont éclairées par le comportement matériel observé plutôt que par de simples suppositions.

Toutes les opérations ne nécessitent pas de systèmes de mesure à chaque étape. Un seul système bien positionné peut s'avérer très utile pour résoudre un problème opérationnel important.

D'autres opérations pourraient bénéficier de la combinaison de mesures effectuées à plusieurs endroits afin de comprendre comment le matériau évolue au cours de la production.

L’objectif est d’établir les bonnes mesures, aux bons endroits, avec un but clair quant à l’utilisation des résultats.

Les recherches publiées fournissent des exemples concrets d'application de ces méthodes de mesure à différentes opérations. Des études portant sur le contrôle des broyeurs SAG, les performances des concasseurs, la surveillance des convoyeurs et l'optimisation du dynamitage démontrent comment les données de fragmentation peuvent contribuer à des évaluations plus globales des performances des procédés. Explorez ces applications dans Études de cas WipWare : Fragmentation et surveillance des processus.

Conclusion

La fragmentation a des conséquences bien plus importantes que les résultats immédiats d'une explosion.

Les caractéristiques des matériaux influent sur le chargement, le transport, le concassage, le criblage, le broyage et la régularité des étapes de traitement ultérieures. Comprendre ces relations nécessite des mesures corrélées aux décisions opérationnelles prises à chaque étape.

De la caractérisation des roches avant dynamitage et de l'évaluation de la fragmentation à la surveillance automatisée du chargement des véhicules et des convoyeurs, WipWare fournit des technologies complémentaires pour comprendre comment les matériaux évoluent tout au long d'une opération.

Associées à un échantillonnage approprié, à des enregistrements d'exploitation et à des objectifs de processus, ces mesures peuvent aider les opérations à identifier la variabilité, à évaluer les changements et à développer des approches plus cohérentes en matière d'amélioration des processus.

Tout au long de la durée de vie d'une mine, l'historique des mesures qui en résulte peut fournir un contexte précieux pour comprendre l'évolution des conditions des matériaux, comparer les stratégies d'exploitation et éclairer les décisions futures.

L'intérêt ne réside pas simplement dans la collecte d'informations supplémentaires. Il réside dans la compréhension de la signification des mesures et dans leur utilisation pour prendre des décisions plus éclairées.

Parce qu'on ne peut gérer ce qu'on ne peut mesurer!