Dans quelle mesure une meilleure mesure de la fragmentation peut-elle contribuer à améliorer les performances des mines et des carrières ?
Depuis des décennies, les chercheurs et les opérateurs industriels utilisent WipFrag pour évaluer les résultats des tirs de mine, étudier les défis liés à la manutention des matériaux et comprendre comment la taille des particules influence les opérations en aval.
En 1999, Tom Palangio de WipWare et le Dr Norbert Maerz ont présenté Études de cas utilisant le système d'analyse d'images WipFrag au sixième Symposium international sur la fragmentation des roches par dynamitage (FRAGBLAST 6) à Johannesburg, en Afrique du Sud.
Leur article résumait sept applications de la mesure de la fragmentation par imagerie, s'appuyant sur des études de terrain menées dans les années 1990. Ces exemples restent pertinents aujourd'hui car ils démontrent comment les mesures quantitatives ont aidé les opérateurs à évaluer des problèmes qui étaient auparavant difficiles à étudier de manière systématique.
L'analyse qui suit met en lumière les résultats de la recherche et les enseignements pratiques qui peuvent en être tirés.
1. Mine de Selbaie — Comprendre le coût de la fragmentation
Joutel, Québec, Canada
Au milieu des années 1990, la mine de Selbaie a utilisé WipFrag pour évaluer les performances des explosifs et étudier comment la fragmentation due au tir affectait d'autres coûts miniers.
La recherche a examiné les relations entre la taille des particules et plusieurs variables de fonctionnement, notamment :
- Consommation d'énergie lors du broyage.
- Taux de chargement et charges utiles des camions de transport.
- Exigences relatives au dynamitage secondaire.
- Coûts d'entretien et de manutention.
En quantifiant la fragmentation, l'opération pourrait commencer à évaluer les implications financières des différents résultats de dynamitage au lieu de se fier uniquement à des évaluations visuelles.
Principale conclusion : Les mesures de fragmentation peuvent aider à établir des relations entre les performances de dynamitage et les coûts tout au long du processus minier.
2. Mine Coleman d'INCO — Amélioration de la fragmentation et diversification des schémas de tir
Sudbury, Ontario, Canada
Une étude menée en 1994 à la mine Coleman d'INCO a démontré que des schémas de tir plus resserrés ne produisent pas nécessairement une meilleure fragmentation.
Le schéma de tir initial mesurait 5 × 10 pieds (environ 1,5 × 3,0 m), produisant une taille de fragment caractéristique (Xc) de 617 mm et un surdimensionnement important nécessitant un tir secondaire.
Après examen des résultats de WipFrag, l'opération a progressivement étendu la zone d'explosion.
À 6 × 10 pieds, la taille caractéristique a diminué à 509 mm. Une expansion supplémentaire à 7 × 10 pieds l'a réduite à 318 mm, le surdimensionnement étant largement éliminé.
Les chercheurs ont signalé une expansion de 40% dans le modèle de dynamitage et des économies de coûts allant jusqu'à 80% dans l'application de dynamitage étudiée.
Ces résultats ont illustré comment des conditions de confinement et de conception de tir excessives pouvaient produire une distribution étonnamment large contenant à la fois des particules surdimensionnées et des fines.
Principale conclusion : Les résultats de fragmentation mesurés peuvent remettre en question les hypothèses relatives à la conception des tirs de mine et aider à identifier les possibilités d'améliorer les performances tout en réduisant les coûts.
3. Highland Valley Copper — Lien entre la fragmentation et la performance des usines
Lac Logan, Colombie-Britannique, Canada
Highland Valley Copper a étudié comment les propriétés du minerai brut influençaient les performances de broyage.
La recherche a pris en compte à la fois la dureté du minerai et la granulométrie, en suivant le matériau à travers le réseau de concassage, de transport et de stockage de la mine jusqu'aux circuits de broyage.
Les mesures WipFrag réalisées à l'aide de caméras ont permis de caractériser la distribution granulométrique des matériaux, tandis que les systèmes d'expédition et de modélisation de la mine ont facilité le suivi des propriétés du minerai.
Les chercheurs ont identifié des différences dans la distribution granulométrique des particules alimentant les lignes de broyage, notamment une variabilité liée à la ségrégation des stocks.
Ces observations ont permis aux opérateurs d'évaluer les réglages des alimentateurs de stockage et de mieux comprendre la relation entre les caractéristiques d'alimentation du broyeur et le débit.
Principale conclusion : Lier les mesures de fragmentation aux données de suivi et de traitement des matériaux peut aider à expliquer les variations de performance du broyage et à assurer une alimentation plus constante du broyeur.
4. Carrière de matériaux de référence — Évaluation du calage du détonateur
Ogdensburg, État de New York, États-Unis
Bartley et Trousselle ont étudié les effets de la précision du calage du détonateur lors d'essais de dynamitage menés à la carrière de Benchmark Materials en 1997.
L'étude a comparé les performances de détonation à l'aide de détonateurs numériques programmables, WipFrag fournissant des mesures quantitatives de la taille et de l'uniformité de la fragmentation.
Les chercheurs ont fait état d'une fragmentation améliorée et de niveaux de vibration plus faibles associés aux détonateurs de haute précision.
WipFrag a fourni un moyen pratique d'évaluer les changements dans la distribution granulométrique résultante et de comparer les résultats des explosions.
Principale conclusion : Les mesures quantitatives de fragmentation peuvent fournir des preuves permettant d'évaluer les effets des systèmes d'initiation et des ajustements de synchronisation.
5. Lafarge Exshaw — Amélioration du débit et de la consommation d'énergie des concasseurs
Exshaw, Alberta, Canada
Sur le site d'Exshaw de Lafarge, une étude de fragmentation a examiné comment les pratiques de dynamitage influençaient les performances mécaniques en aval et la consommation d'énergie.
Les chercheurs ont évalué plusieurs facteurs, notamment la déviation du trou de mine, le sous-forage, la conception du tir et l'uniformité de la fragmentation.
Une conception de tir révisée utilisant des trous de mine de 102 mm a permis d'obtenir une fragmentation plus fine et plus homogène.
L'étude a rapporté :
- Amélioration du débit du concasseur 16%.
- Réduction de la consommation d'énergie du concasseur grâce au 30%.
- Réduction des temps d'arrêt mécanique et amélioration des conditions de chargement.
La recherche a également permis d'identifier des améliorations liées aux vibrations et aux dommages finaux aux parois.
Principale conclusion : L'amélioration de la fragmentation par dynamitage peut contribuer à de meilleures performances du concasseur, mais l'évaluation de ce bénéfice nécessite des mesures effectuées à la fois lors du dynamitage et du traitement.
6. Barkley et Carter — Évaluation de la mesure de la fragmentation optique
Recherche sur les méthodes de dimensionnement optique
Barkley et Carter ont étudié la pertinence des méthodes optiques pour évaluer la fragmentation des roches.
Leurs recherches ont porté sur les limites des méthodes de dimensionnement traditionnelles et les difficultés liées à l'obtention de mesures représentatives à partir de matériaux dynamités.
Ils ont conclu que WipFrag, appliqué avec soin, pouvait fournir des informations utiles pour la modélisation des explosions, la sélection des équipements, les méthodes d'exploitation minière et l'évaluation économique.
L'étude a également mis en évidence l'importance de la fréquence d'échantillonnage et de la variabilité des matériaux.
Cette distinction demeure importante : la collecte d’un plus grand nombre d’images ne garantit pas automatiquement de meilleurs résultats. La qualité de l’image, l’échelle, la visibilité de la surface et la représentativité de l’échantillonnage doivent toutes être prises en compte.
Principale conclusion : La mesure de la fragmentation optique peut constituer une alternative pratique ou un complément à l'échantillonnage physique, à condition que la méthode de mesure soit appropriée à l'application.
7. Canal de Panama — Évaluation de la fragmentation dans des conditions difficiles
Panama
Des recherches documentées au cours des années 1990 ont décrit l'utilisation de WipFrag pour évaluer la constance de la fragmentation et du bourrage lors des tirs de mines associés aux travaux d'agrandissement du canal de Panama.
Le projet présentait des conditions difficiles, notamment une géologie complexe, la saturation en eau, le trafic maritime et des échéanciers de construction exigeants.
Les mesures de fragmentation ont aidé les ingénieurs à évaluer les résultats du dynamitage et à envisager des modifications des procédures de dynamitage.
Principale conclusion : L'analyse de fragmentation basée sur l'imagerie peut fournir des données de mesure pratiques dans des environnements où l'échantillonnage conventionnel est difficile, à condition que des conditions d'imagerie et d'échantillonnage appropriées puissent être établies.
Ce que ces études démontrent
Bien que les technologies et les pratiques opérationnelles décrites dans ces études datent des années 1990, plusieurs enseignements restent pertinents.
Tout d'abord, la fragmentation par explosion a des répercussions qui dépassent le cadre des résultats immédiats du dynamitage. La taille et la distribution des particules peuvent influencer le chargement, le transport, le concassage, le broyage et la manutention des matériaux.
Deuxièmement, les mesures sont plus utiles lorsqu'elles étayent une décision opérationnelle précise. Qu'il s'agisse d'évaluer un schéma de tir, de comparer des détonateurs ou d'étudier la variabilité de l'alimentation du broyeur, la mesure doit permettre de répondre à une question pratique.
Enfin, les données de fragmentation prennent toute leur valeur lorsqu'elles peuvent être comparées à d'autres informations opérationnelles. Les relations entre la taille des particules, la consommation d'énergie, le débit et les performances des équipements sont rarement établies par les seules mesures de fragmentation.
Les technologies WipWare modernes continuent de soutenir ces objectifs à travers WipFrag pour l'analyse à la demande, Réflexe pour les mesures automatisées de la charge des véhicules, et Solo pour la surveillance continue des convoyeurs.
Pour une explication plus détaillée de la manière dont ces mesures peuvent appuyer les décisions tout au long des phases d'extraction et de traitement des minéraux, voir Du dynamitage au broyage : utiliser les données de fragmentation pour améliorer les performances minières.
Pour plus d'informations sur les facteurs géologiques et de conception des tirs de mine influençant la fragmentation, voir Comprendre le dynamitage et la fragmentation des roches.
Poursuivre la recherche
Les applications décrites dans ces premières études ont contribué à jeter les bases des développements ultérieurs en matière de surveillance automatisée de la fragmentation et de contrôle des processus industriels.
Explorer Études de cas WipWare : Fragmentation et surveillance des processus pour des recherches supplémentaires portant sur l'analyse des convoyeurs, l'optimisation des broyeurs SAG, les performances des concasseurs, l'évaluation de la fragmentation par drone et la mesure intégrée du dynamitage au concasseur.
Références
Source principale
Palangio, TC et Maerz, NH (1999). Études de cas utilisant le système d'analyse d'images WipFrag. Actes du sixième symposium international sur la fragmentation des roches par dynamitage (FRAGBLAST 6), Johannesburg, Afrique du Sud, pp. 117–120.
Études sous-jacentes sélectionnées
Simkus, R., & Dance, A. (1998). Suivi de la dureté et de la taille : Mesure et surveillance des propriétés du minerai ROM à Highland Valley Copper. Actes de la conférence Mine to Mill 1998, pp. 113–119.
Bartley, DA et Trousselle, R. (1998). Daveytronic, test de détonateur numérique dans un environnement sensible aux vibrations. Actes de la 24e conférence annuelle sur les explosifs et les techniques de dynamitage, pp. 247–261.
Elliott, R., Ethier, R., & Levaque, J. (1999). Étude de la fragmentation fine de Lafarge Exshaw. Actes de la 25e conférence annuelle sur les explosifs et les techniques de dynamitage, Vol. II, pp. 333–354.
Barkley, T., & Carter, R. (1999). Évaluation des méthodes de dimensionnement optique. Actes de la 25e conférence annuelle sur les explosifs et les techniques de dynamitage, pp. 305–324.
Les résultats historiques reflètent les conditions et les méthodologies décrites dans leurs études respectives et ne doivent pas être interprétés comme des améliorations de performance garanties pour d'autres opérations.
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