Estudos de Caso do WipFrag: Pesquisa e Aplicações no Mundo Real

Introdução

De que forma uma melhor medição da fragmentação pode contribuir para o desempenho da mineração e da extração em pedreiras?

Durante décadas, pesquisadores e operadores industriais têm usado o WipFrag para avaliar resultados de detonações, investigar desafios no manuseio de materiais e entender como o tamanho das partículas influencia as operações subsequentes.

Em 1999, Tom Palangio e Dr. Norbert Maerz da WipWare apresentaram Estudos de caso utilizando o sistema de análise de imagens WipFrag no sexto Simpósio Internacional sobre Fragmentação de Rochas por Detonação (FRAGBLAST 6), em Joanesburgo, África do Sul.

O artigo resumiu sete aplicações da medição de fragmentação baseada em imagens, com base em estudos de campo realizados durante a década de 1990. Os exemplos continuam valiosos hoje porque demonstram como as medições quantitativas ajudaram os operadores a avaliar problemas que antes eram difíceis de investigar de forma consistente.

A análise a seguir destaca as descobertas da pesquisa e as lições práticas que podem ser extraídas delas.

1. Mina de Selbaie — Compreendendo o Custo da Fragmentação

Joutel, Quebec, Canadá

Em meados da década de 1990, a Mina Selbaie utilizou o WipFrag para avaliar o desempenho de explosivos e investigar como a fragmentação das explosões afetava outros custos da mineração.

A pesquisa examinou as relações entre o tamanho das partículas e diversas variáveis operacionais, incluindo:

• Consumo de energia durante a trituração.
• Taxas de carregamento e cargas úteis dos caminhões de transporte.
• Requisitos secundários de detonação.
• Custos de manutenção e movimentação de materiais.

Ao quantificar a fragmentação, a operação poderia começar a avaliar as implicações de custo de diferentes resultados de detonação, em vez de depender apenas de avaliações visuais.

Descoberta principal: As medições de fragmentação podem ajudar a estabelecer relações entre o desempenho das detonações e os custos ao longo do processo de mineração.

2. Mina INCO Coleman — Melhorando a fragmentação e expandindo os padrões de detonação

Sudbury, Ontário, Canadá

Um estudo realizado em 1994 na mina Coleman da INCO demonstrou que padrões de detonação mais compactos não produzem necessariamente uma melhor fragmentação.

O padrão de detonação original media 5 × 10 pés (aproximadamente 1,5 × 3,0 m), produzindo um tamanho de fragmento característico (Xc) de 617 mm e um excesso substancial de tamanho, exigindo detonação secundária.

Após analisar os resultados do WipFrag, a operação expandiu progressivamente o padrão de explosão.

Com dimensões de 6 × 10 pés, a dimensão característica diminuiu para 509 mm. Uma expansão adicional para 7 × 10 pés reduziu-a para 318 mm, eliminando em grande parte o excesso de tamanho.

Os pesquisadores relataram uma expansão de 40% no padrão de detonação e uma economia de custos de até 80% na aplicação de detonação estudada.

Esses resultados ilustraram como o confinamento excessivo e as condições de projeto da detonação podem produzir uma distribuição inesperadamente ampla, contendo tanto partículas de tamanho excessivo quanto partículas finas.

Descoberta principal: Os resultados das medições de fragmentação podem questionar as suposições sobre o projeto de detonação e ajudar a identificar oportunidades para melhorar o desempenho e, ao mesmo tempo, reduzir os custos.

3. Highland Valley Copper — Conectando Fragmentação e Desempenho da Usina

Lago Logan, Colúmbia Britânica, Canadá

A Highland Valley Copper investigou como as propriedades do minério bruto influenciam o desempenho da moagem.

A pesquisa levou em consideração tanto a dureza do minério quanto o tamanho das partículas, rastreando o material através da rede de britagem, transporte e estocagem da mina até os circuitos de moagem.

As medições WipFrag baseadas em câmeras ajudaram a caracterizar a distribuição do tamanho dos materiais, enquanto os sistemas de despacho e modelagem da mina deram suporte ao rastreamento das propriedades do minério.

Os pesquisadores identificaram diferenças na distribuição do tamanho das partículas que alimentam as linhas de moagem, incluindo a variabilidade associada à segregação do material estocado.

Essas observações ajudaram os operadores a avaliar os ajustes do alimentador de estoque e a compreender melhor a relação entre as características da alimentação do moinho e a capacidade de produção.

Descoberta principal: A integração das medições de fragmentação com os dados de rastreamento e processamento de materiais pode ajudar a explicar as variações no desempenho da moagem e a promover uma alimentação mais consistente do moinho.

4. Pedreira de Materiais de Referência — Avaliando o Tempo de Detonação

Ogdensburg, Nova Iorque, EUA

Bartley e Trousselle investigaram os efeitos da precisão do tempo de detonação durante testes de explosão realizados na pedreira da Benchmark Materials em 1997.

O estudo comparou o desempenho de explosões usando detonadores digitais programáveis, com o WipFrag fornecendo medições quantitativas do tamanho e da uniformidade da fragmentação.

Os pesquisadores relataram melhor fragmentação e níveis de vibração mais baixos associados a detonadores de alta precisão.

O WipFrag ofereceu uma maneira prática de avaliar as mudanças na distribuição do tamanho das partículas resultantes e comparar os resultados das detonações.

Descoberta principal: Medições quantitativas de fragmentação podem fornecer evidências para avaliar os efeitos dos sistemas de iniciação e ajustes de tempo.

5. Lafarge Exshaw — Melhorando a produtividade e o consumo de energia dos britadores

Exshaw, Alberta, Canadá

Na unidade da Lafarge em Exshaw, um estudo de fragmentação investigou como as práticas de detonação influenciaram o desempenho mecânico e o consumo de energia a jusante.

Os pesquisadores avaliaram diversos fatores, incluindo desvio do furo de detonação, perfuração secundária, projeto de detonação e uniformidade da fragmentação.

Um projeto de detonação revisado, utilizando furos de 102 mm, produziu uma fragmentação mais fina e consistente.

O estudo relatou:

• Melhoria no rendimento do britador 16%.
• Redução do consumo de energia do britador 30%.
• Redução do tempo de inatividade mecânica e melhoria das condições de carregamento.

A pesquisa também identificou melhorias relacionadas à vibração e aos danos finais nas paredes.

Descoberta principal: Melhorar a fragmentação por detonação pode contribuir para um melhor desempenho do britador, mas avaliar esse benefício exige medições tanto na detonação quanto no processamento.

6. Barkley e Carter — Avaliando a Medição de Fragmentação Óptica

Pesquisa sobre métodos de dimensionamento óptico

Barkley e Carter investigaram a adequação de métodos ópticos para avaliar a fragmentação de rochas.

A pesquisa deles levou em consideração as limitações dos métodos tradicionais de dimensionamento e os desafios de se obter medições representativas de material detonado.

Eles concluíram que o WipFrag, quando aplicado com cuidado, pode fornecer informações úteis para modelagem de detonações, seleção de equipamentos, métodos de mineração e avaliação econômica.

O estudo também destacou a importância da frequência de amostragem e da variabilidade do material.

Essa distinção continua sendo importante: coletar mais imagens não garante automaticamente melhores resultados. Qualidade da imagem, escala, visibilidade da superfície e amostragem representativa devem ser levadas em consideração.

Descoberta principal: A medição da fragmentação óptica pode ser uma alternativa prática ou um complemento à amostragem física, desde que o método de medição seja apropriado para a aplicação.

7. Canal do Panamá — Avaliação da fragmentação em condições desafiadoras

Panamá

Pesquisas documentadas durante a década de 1990 descreveram o uso do WipFrag para avaliar a consistência da fragmentação e do tamponamento em detonações associadas às obras de expansão do Canal do Panamá.

O projeto apresentou condições desafiadoras, incluindo geologia complexa, saturação de água, tráfego marítimo e cronogramas de construção exigentes.

As medições de fragmentação ajudaram os engenheiros a avaliar os resultados das detonações e a analisar as alterações nos procedimentos de detonação.

Descoberta principal: A análise de fragmentação baseada em imagens pode fornecer dados de medição práticos em ambientes onde a amostragem convencional é difícil, desde que condições adequadas de imagem e amostragem possam ser estabelecidas.

O que estes estudos demonstram

Embora as tecnologias e práticas operacionais descritas nesses estudos datem da década de 1990, várias lições permanecem relevantes.

Em primeiro lugar, a fragmentação por explosão afeta mais do que os resultados imediatos da detonação. O tamanho e a distribuição das partículas podem influenciar o carregamento, o transporte, a britagem, a moagem e o manuseio do material.

Em segundo lugar, as medições são mais úteis quando apoiam uma decisão operacional específica. Seja o objetivo avaliar um padrão de explosão, comparar detonadores ou investigar a variabilidade da alimentação do moinho, a medição deve ajudar a responder a uma questão prática.

Por fim, os dados de fragmentação tornam-se mais valiosos quando podem ser comparados com outras informações operacionais. Relações entre tamanho de partícula, consumo de energia, produtividade e desempenho do equipamento raramente são estabelecidas apenas por meio de medições de fragmentação.

As tecnologias modernas da WipWare continuam a apoiar esses objetivos por meio de WipFrag para análise sob demanda, Reflexo para medições automatizadas de carga de veículos, e Só para monitoramento contínuo de esteiras transportadoras.

Para uma explicação mais abrangente de como essas medições podem auxiliar na tomada de decisões em toda a mineração e processamento mineral, consulte Da detonação à moagem: usando dados de fragmentação para melhorar o desempenho da mineração..

Para obter mais informações sobre os fatores geológicos e de projeto de detonação que influenciam a fragmentação, consulte Entendendo a detonação e fragmentação de rochas.

Dando continuidade à pesquisa

As aplicações descritas nesses estudos iniciais ajudaram a estabelecer as bases para desenvolvimentos subsequentes no monitoramento automatizado da fragmentação e no controle de processos industriais.

Explorar Estudos de caso da WipWare: Fragmentação e monitoramento de processos Para pesquisas adicionais abrangendo análise de transportadores, otimização de moinhos SAG, desempenho de britadores, avaliação de fragmentação por drones e medição integrada de detonação e britagem.

Referências

Fonte principal

Palangio, TC e Maerz, NH (1999). Estudos de caso utilizando o sistema de análise de imagens WipFrag. Anais do Sexto Simpósio Internacional sobre Fragmentação de Rochas por Detonação (FRAGBLAST 6), Joanesburgo, África do Sul, pp. 117–120.

Estudos subjacentes selecionados

Simkus, R., & Dance, A. (1998). Rastreamento de dureza e tamanho: Medição e monitoramento das propriedades do minério ROM na Highland Valley Copper. Atas da Conferência "Da Mina à Fábrica" de 1998, pp. 113–119.

Bartley, DA, & Trousselle, R. (1998). Daveytronic, teste de detonador digital em um ambiente sensível à vibração. Anais da 24ª Conferência Anual sobre Explosivos e Técnicas de Detonação, pp. 247–261.

Elliott, R., Ethier, R., & Levaque, J. (1999). Estudo de fragmentação fina da Lafarge Exshaw. Anais da 25ª Conferência Anual sobre Explosivos e Técnicas de Detonação, Vol. II, pp. 333–354.

Barkley, T., & Carter, R. (1999). Avaliação de métodos de dimensionamento óptico. Anais da 25ª Conferência Anual sobre Explosivos e Técnicas de Detonação, pp. 305–324.

Os resultados históricos refletem as condições e metodologias relatadas em seus respectivos estudos e não devem ser interpretados como garantia de melhoria de desempenho para outras operações.