От взрыва до измельчения: использование данных о фрагментации для повышения эффективности добычи полезных ископаемых.

Фрагментация горных пород влияет практически на все этапы добычи и переработки полезных ископаемых. Размер и распределение материала, образующегося в результате взрывных работ, влияют на эффективность его извлечения, транспортировки, дробления и измельчения. Изменения в фрагментации могут влиять на производительность оборудования, затраты на переработку и однородность материала, перемещающегося в процессе производства.

Однако эти этапы часто оцениваются независимо друг от друга. Бригады, занимающиеся взрывными работами, оценивают свои результаты, операторы дробилок контролируют работу оборудования, а персонал, занимающийся переработкой, реагирует на изменения условий подачи сырья. Без надежных измерений, связывающих эти виды деятельности, трудно определить, где возникает изменчивость или какие корректировки принесут наибольшую пользу.

Измерение фрагментации помогает связать эти этапы, преобразуя размер материала и другие характеристики в данные, которые можно сравнивать, отслеживать и использовать для принятия оперативных решений.

От предварительной оценки характеристик породы до непрерывного мониторинга конвейера, мониторинг фрагментации от карьера до установки помогает предприятиям понимать поведение материалов, оценивать эффективность процессов и выявлять возможности для улучшения на протяжении всего срока эксплуатации рудника.

1. Начните с процесса, а не с измерения.

Прежде чем решать, где измерять фрагментацию, важно понять, чего именно пытается достичь данная операция.

Допустимое распределение частиц по размерам (РЧД) для одного процесса может быть непригодным для другого. Материал, который легко обрабатывается крупной первичной дробилкой, может создавать трудности в меньшей дробилке, расположенной ниже по потоку. Аналогично, характеристики подаваемого материала, обеспечивающие стабильную производительность измельчения в одном процессе, могут быть нежелательными в другом.

Поэтому первым шагом является определение материальных характеристик, имеющих значение для каждого процесса.

К ним могут относиться:

• Максимальный размер частиц, поступающих в дробилку или систему обработки материалов.
• Распределение частиц по размерам при подаче в дробилку или измельчительную мельницу.
• Процент материала, находящегося в допустимом диапазоне размеров.
• Изменения размера или формы частиц между этапами обработки.
• Различия в характеристиках материалов между районами добычи полезных ископаемых или источниками сырья.
• Соответствие требованиям к гранулометрическому составу заполнителя или другим техническим характеристикам продукции.

После того как эти требования будут поняты, можно будет определить необходимые измерения для их оценки.

Понимание распределения частиц по размерам

Распределение частиц по размерам описывает относительные пропорции частиц разных размеров в образце материала.

Обычно это представляется в виде кумулятивной кривой процента прохождения через фильтр, показывающей процент материала, размер частиц которого меньше заданного.

Одним из часто используемых методов измерения является П80, размер частиц, через которые проходит 80% материала. Другие измерения, такие как P50 и P95, описывают различные участки распределения.

Показатель P80 полезен для сравнения размеров исходного сырья и готовой продукции, отслеживания изменений в процессе и оценки эффективности дробления и измельчения. Однако его не следует рассматривать как полное описание материала.

Два образца могут иметь одинаковый показатель P80, но при этом содержать совершенно разные пропорции крупных, средних частиц или мелкодисперсных частиц.

Например, на предприятии, где наблюдается засорение дробильных установок, может потребоваться мониторинг самых крупных частиц и процентного содержания частиц, превышающих определенный предельный размер. В этом случае одного лишь показателя P80 может быть недостаточно для принятия решения.

Более подробное объяснение см. Понимание роли P80 в дроблении и переработке материалов..

Использование спецификационных конвертов

Диапазон допустимых значений определяет пределы допустимого распределения частиц по размерам.

Вместо того чтобы оценивать кривую распределения размеров частиц без учета контекста, операторы могут сравнивать измеренные результаты с установленным диапазоном допустимых размеров материала.

Эти ограничения могут основываться на требованиях к оборудованию, технических характеристиках продукции, целевых показателях эксплуатации или других критериях производительности.

Например, у дробилки может быть установлен максимально допустимый размер частиц на выходе, в то время как производителю заполнителей может потребоваться поддерживать гранулометрический состав продукта в пределах заданных параметров.

Измерительные технологии WipWare помогают операторам оценивать материал на соответствие заданным критериям размера частиц. В WipFrag огибающие спецификации обеспечивают визуальную привязку для сравнения измеренных кривых распределения размеров частиц с желаемым распределением.

Определив, что считается приемлемым материалом до начала измерений, производственные подразделения могут быстрее выявлять значимые отклонения и определять, когда требуется дальнейшее расследование или корректирующие действия.

2. Перед взрывными работами: понимание строения горной породы.

Фрагментация начинается с характеристик самой породы.

Прочность породы, плотность, расстояние между трещинами, слоистость, разломы и другие геологические особенности влияют на то, как энергия взрыва взаимодействует с материалом и как образуются фрагменты.

Даже при сохранении неизменными схем бурения и применения взрывчатых веществ, изменения геологических условий могут приводить к различным результатам фрагментации.

Понимание этих условий до начала взрывных работ обеспечивает ценный контекст при оценке результатов после их проведения.

Характеристика структуры горных пород с помощью WipJoint

WipFrag включает в себя WipJoint, инструмент для характеристики структуры горных пород по фотографиям обнаженных скальных поверхностей.

WipJoint измеряет видимую ориентацию, расстояние между трещинами и их протяженность, а также оценочный показатель качества породы (RQD) и видимый размер блоков в пласте.

Эти измерения помогают описать структурные вариации в горной породе, которые могут влиять на реакцию материала на взрывные работы.

Например, зона с выраженной трещиноватостью может разрушаться иначе, чем соседняя область, содержащая более крупные и прочные блоки горных пород.

Сравнение структурных характеристик до взрыва с характеристиками фрагментации, образовавшейся после него, может помочь инженерам лучше понять эти различия и оценить влияние геологических условий на эффективность взрывных работ.

Определение целей фрагментации

Перед взрывом в ходе операции также могут быть определены цели для нанесения осколочных ударов с учетом требований оборудования, расположенного ниже по потоку.

Эти цели могут включать в себя ограничение количества крупнозернистого материала, требующего вторичного измельчения, получение подходящего размера частиц для первичной дробилки или поддержание определенного распределения частиц по размерам для последующей обработки.

В соответствующих случаях, WipFrag BlastCast Этот инструмент можно использовать для сравнения смоделированной фрагментации с результатами измерений, полученными при предыдущих взрывах.

BlastCast использует модель Куз-Рам-Каннингем-Оухтерлони (KCO) для прогнозирования фрагментации на основе параметров проектирования взрыва, характеристик взрывчатого вещества и состояния горных пород.

Калибруя коэффициент разрушения породы в модели по фактическим измерениям, инженеры могут установить базовый уровень для сравнения того, как изменения выбранных параметров проектирования взрыва могут повлиять на прогнозируемое распределение частиц по размерам в аналогичных условиях горных пород.

Эти оценки служат основой для анализа возможных изменений, хотя для подтверждения результата необходимо провести фактические измерения результатов взрывных работ.

Для получения дополнительной информации о физических механизмах и факторах проектирования, влияющих на фрагментацию, см. Понимание процессов взрывных работ и дробления горных пород.

3. После взрыва: измерение полученных результатов.

После завершения взрыва анализ фрагментации предоставляет первую возможность оценить полученный материал на соответствие первоначальным целям.

Визуальный анализ может выявить очевидные фрагменты слишком большого размера или неравномерной фрагментации, но он не позволяет последовательно количественно оценить распределение частиц по размерам.

WipFrag Программа преобразует фотографии обнаженного фрагментированного материала в измерения распределения частиц по размерам, что позволяет операторам количественно сравнивать результаты взрывных работ.

Изображения можно получать из отвалов, уступов, подземных выработок, складов и других доступных материалов. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) также могут обеспечивать съемку больших открытых участков.

Сравнение взрывов и выявление изменчивости

Количественные измерения позволяют сравнивать степень фрагментации при различных взрывах, в разных районах добычи, геологических условиях и конструктивных решениях.

Например, в ходе операции может быть проведено сравнение процентного содержания крупногабаритного материала, образующегося в результате последовательных взрывных работ, или оценено, связаны ли изменения в схеме бурения со сдвигом в распределении частиц по размерам.

Для охвата более широкой области отбора проб можно объединить несколько изображений, а подходящие снимки, полученные с помощью беспилотных летательных аппаратов, могут помочь выявить пространственные различия в пределах отложения породы.

Карта фрагментации может показать, что в одной области фрагменты неизменно крупнее, чем в другой. В сравнении с геологическими наблюдениями и данными бурения эта информация может помочь выявить условия, требующие дальнейшего исследования.

Однако измерения фрагментации сами по себе не позволяют установить причину получения того или иного результата. Схожие закономерности могут возникать из-за различий в структуре породы, нагрузке, расстоянии между частицами, распределении взрывчатых веществ или других факторов.

Наибольшую ценность представляет собой оценка результатов измерений в совокупности с соответствующими записями о взрывах.

Измерения репрезентативного материала

Как и в случае с любым методом отбора проб, полезность данных о фрагментации зависит от того, насколько измерения соответствуют исследуемому материалу.

Изображения следует собирать в соответствующих местах и в подходящих условиях, используя достаточное количество образцов, чтобы учесть изменчивость материала.

Фотографический анализ позволяет измерить частицы, видимые на поверхности. Захороненный материал и частицы, скрытые более крупными фрагментами, не могут быть измерены напрямую.

Для получения практических рекомендаций см. Руководство по захвату и выборке изображений WipFrag.

Профессиональный анализ фрагментации с помощью MailFrag

Не у каждой организации есть персонал, время или ресурсы для проведения анализа фрагментации собственными силами.

Для этих задач WipWare предлагает MailFrag, профессиональный аналитический сервис, доступный через WipFrag.

Пользователи подготавливают и отправляют свои изображения с указанием масштаба, а специалисты WipWare выполняют выделение частиц, их проверку и анализ. Готовые результаты возвращаются через WipFrag.

Это предоставляет альтернативный вариант для операций, требующих количественных измерений фрагментации без проведения анализа самостоятельно.

MailFrag может быть особенно полезен для периодической оценки фрагментации, специализированных проектов или организаций, которым требуется помощь в организации аналитического процесса.

Независимо от того, проводится ли измерение фрагментации внутри компании или с помощью MailFrag, цель остается неизменной: получить надежные и репрезентативные данные о фрагментации, которые могут служить основой для принятия важных оперативных решений.

4. От карьера до завода: измерение материала во время транспортировки.

Измерения степени фрагментации, полученные из отвалов, описывают материал на определенном этапе эксплуатации. Однако характеристики материала могут значительно меняться по мере того, как различные участки разрабатываются, смешиваются, транспортируются и доставляются на переработку.

Это создает еще одну возможность для измерений.

Анализ нагрузки на транспортное средство с помощью Reflex

Рефлекс Это автоматизированная система измерения частиц, предназначенная для материалов, перевозимых в самосвалах, погрузчиках, железнодорожных вагонах и других транспортных средствах.

В зависимости от способа установки, система может улавливать материал как в транспортном средстве, так и при его выгрузке в пункте приема.

Reflex Basic обеспечивает целенаправленный мониторинг максимального размера или цвета частиц, а Reflex Complete — измерение распределения частиц по размерам, их формы и цвета.

Эти измерения позволяют операторам сравнивать материал из одной партии груза, перевозимой транспортным средством, с материалом из другой и выявлять изменения до того, как материал достигнет последующего оборудования.

Соединение процессов погрузки и транспортировки с переработкой.

Пошаговые измерения могут быть особенно полезны, когда материал поступает из разных зон взрывных работ или когда в процессе работы наблюдаются существенные колебания подачи материала в дробилку.

Например, мониторинг гранулометрического состава материала, поступающего в первичную дробилку, может помочь операторам определить, являются ли условия подачи крупнозернистого материала единичными случаями или повторяющимися.

При наличии информации об идентификации груза, его местоположении и отправке результаты фрагментации также могут быть связаны с конкретными районами добычи полезных ископаемых или перемещениями материалов.

Это позволяет связать условия фрагментации на начальном этапе производства с материалом, поступающим на переработку.

Эта информация может помочь в принятии оперативных решений, касающихся маршрутизации материалов, управления подачей сырья, обработки негабаритных грузов или дальнейшего исследования конкретного источника.

Отслеживание изменений между шахтой и дробилкой

Измерения, проводимые на разных этапах, также могут помочь различить фрагментацию, первоначально образовавшуюся в результате взрыва, и материал, впоследствии доставленный на переработку.

Материал, видимый в отвале, не обязательно имеет идентичное распределение с материалом, поступающим на дробилку. Методы погрузки, сегрегация материалов, смешивание и обработка — все это может влиять на состав отдельных партий.

Сравнение результатов измерений, проведенных в разных местах, позволяет получить дополнительную информацию об этих изменениях.

Это особенно важно, когда предприятие пытается понять, вызваны ли непостоянные параметры подачи материала в дробилку взрывными работами, обработкой материала или сочетанием нескольких источников подачи.

Цель состоит не обязательно в измерении каждого фрагмента, а в сборе полезной и достоверной информации о материале, перемещающемся между этапами.

5. В процессе обработки: непрерывный мониторинг конвейера.

После попадания материала в цепь дробления и переработки его гранулометрический состав продолжает меняться.

Дробилки измельчают более крупные частицы, сита разделяют материал на фракции по размеру, а измельчительные установки подготавливают сырье для последующей обработки.

В то же время, различия в свойствах породы, состоянии оборудования, настройках работы и поступающем материале могут приводить к изменению распределения частиц по размерам.

Конвейеры предоставляют удобные места для отслеживания этих изменений во время перемещения материала в процессе производства.

Измерение частиц на конвейере с помощью Solo

Соло Это автоматизированная конвейерная система измерения, которая многократно захватывает и анализирует материал по мере его перемещения по технологическому контуру.

В зависимости от конфигурации, Solo может предоставлять данные о максимальном размере частиц, распределении частиц по размерам, форме частиц, расчетном объеме и цвете.

Solo Basic обеспечивает целенаправленный мониторинг максимального размера или цвета, а Solo Complete предлагает полный анализ PSD и дополнительные измерения материалов.

Эти возможности позволяют оперативным подразделениям выбирать подход к измерению, соответствующий принимаемому решению.

Например, для обнаружения материала, превышающего определенный предельный размер, может потребоваться только мониторинг максимального размера частиц. Для понимания того, как изменяется полное распределение частиц в процессе измельчения или смешивания, обычно необходимы измерения распределения размеров частиц.

Мониторинг производительности дробилки

Установка измерительной системы после дробилки позволяет операторам оценивать качество производимого материала.

Изменения в размере продукта могут указывать на изменения характеристик подаваемого сырья, условий эксплуатации, настроек дробилки или износа оборудования.

Нарастающая тенденция к увеличению размеров дробилки может побудить оператора проверить, не производит ли она материал, выходящий за пределы требуемого диапазона.

В тех случаях, когда это разрешено оборудованием и стратегией управления, данные измерений также могут быть интегрированы в системы управления технологическими процессами для поддержки сигналов тревоги или автоматической корректировки.

Однако измерения сами по себе не позволяют установить причину изменения. Для определения соответствующей реакции необходимы данные о работе дробилки и другая информация о технологическом процессе.

Проверочный досмотр и обнаружение негабаритных грузов

Проведение скрининговых исследований представляет собой еще один полезный показатель для оценки.

Когда экран изнашивается, повреждается или работает некорректно, на его изображении могут начать появляться материалы неожиданных размеров.

Мониторинг материала, проходящего после сита, может помочь выявить частицы, превышающие допустимый размер.

Система оповещения позволяет операторам расследовать возникающую проблему до того, как значительные количества несоответствующего спецификациям материала попадут на склад, в технологический процесс или поток готовой продукции.

Полезность этого приложения зависит от размеров частиц и от того, насколько надежно их можно определить с помощью измерительной системы.

Контроль подачи материала в шлифовальный контур

Размер частиц материала, поступающего в автогенный (АГ) или полуавтогенный (САГ) контур измельчения, может существенно влиять на работу мельницы.

Изменения в распределении размеров частиц подаваемого материала могут влиять на процесс измельчения, циркуляционную нагрузку и стабильность работы мельницы.

Измерение параметров материала на конвейере, подающем материал в мельницу, может предоставить информацию об этих изменениях и помочь операторам оценить взаимосвязь между характеристиками подаваемого материала и производительностью процесса.

В зависимости от технологического процесса, эти измерения могут помочь в принятии решений, касающихся скорости подачи сырья, смешивания материалов на складе или усовершенствованного управления технологическими процессами.

Цель состоит не обязательно в поддержании минимально возможного размера частиц подаваемого материала, а в обеспечении его соответствия требованиям измельчительного контура и условиям его работы.

Понимание изменений на разных этапах обработки информации

Измерения становятся особенно информативными, когда можно сравнивать результаты, полученные в разных местах обработки.

Например, измерения, проведенные до и после дробилки, могут помочь операторам понять взаимосвязь между поступающим материалом и получаемым продуктом.

Измерения, проводимые в нескольких точках дробильного контура, могут показать, как изменения на одном этапе влияют на материал, подаваемый на следующий.

При необходимости данные о размере частиц также могут анализироваться наряду с производительностью, настройками дробилки, энергопотреблением оборудования и другой эксплуатационной информацией.

Этот более широкий контекст помогает отличить изменения характеристик материалов от изменений производительности оборудования.

6. Выбор места для проведения измерений

Не существует единого идеального места для измерения, подходящего для каждой операции.

Наиболее подходящее место зависит от материала, оборудования, эксплуатационных проблем и решений, которые призваны поддерживать измерения.

Практический подход заключается в том, чтобы начать с вопроса о процессе, а затем определить, где можно измерить соответствующий материал.

Место измерения	Что может помочь оценить данное измерение
Предвзрывной забой	Геологическая структура и условия, влияющие на фрагментацию.
Взрывная куча грязи	Характеристики взрыва, негабаритные частицы, распределение размеров частиц и пространственная изменчивость
Места погрузки или разгрузки транспортных средств	Различия между партиями груза и поступление материалов из разных источников.
Предварительная дробилка	Характеристики поступающего сырья и изменчивость материала.
Постпервичная дробилка	Размеры дробленой продукции, тенденции изменения размеров негабаритных частиц и изменения производительности дробилок.
Вторичная или третичная дробилка	Стабильность качества продукции и влияние корректировок процесса измельчения.
Постфильтрационный конвейер	Неожиданные габариты, производительность экрана и соответствие продукции стандартам.
Подача материала в шлифовальный контур	Изменчивость размера частиц исходного сырья, решения по смешиванию и стабильность процесса.

Эти места не взаимозаменяемы. Каждое отвечает за решение различных оперативных задач.

До или после дробления?

Измерение перед дробилкой описывает материал, поступающий в машину. Оно может помочь установить, влияют ли изменения размера подаваемого материала на производительность.

Измерения, проводимые после дробилки, описывают получаемый материал. Они помогают оценить, соответствует ли выходная масса требуемым параметрам и изменяется ли распределение материала с течением времени.

Оба измерения могут быть полезны в сочетании, поскольку они предоставляют информацию о взаимосвязи между поступающим материалом и конечным продуктом.

Однако дополнительная информация приносит пользу только тогда, когда у предприятия есть основания для её использования.

Выбор подходящей системы измерений

Выбор измерительной системы включает в себя не только определение места ее установки. Технология также должна предоставлять информацию, необходимую для принятия предполагаемых оперативных решений.

WipWare предлагает различные подходы к измерению в зависимости от способа представления материала и характеристик, которые необходимо оценить.

• WipFrag Поддерживает фрагментацию и анализ частиц по запросу на основе фотографий, собранных в полевых условиях, лаборатории, под землей или с помощью БПЛА.
• Рефлекс обеспечивает автоматизированное измерение количества материала в грузах, перевозимых транспортными средствами, или во время разгрузки, помогая операторам отслеживать изменчивость параметров от груза к грузу.
• Соло Обеспечивает многократные измерения параметров материала на конвейерах и технологических линиях, поддерживая непрерывный мониторинг и управление технологическим процессом.

Для автоматизированных систем выбор между базовой и полной конфигурациями зависит от требуемой информации.

Базовый — Целенаправленный мониторинг

Системы Solo Basic и Reflex Basic предназначены для применений, где основной задачей является контроль максимального размера частиц или цвета материала.

Например, в процессе работы может потребоваться идентифицировать крупногабаритный материал, поступающий в дробилку, обнаружить неожиданные частицы после просеивания или отслеживать изменения цвета, которые могут указывать на различия в характеристиках материала.

В тех случаях, когда для получения необходимого рабочего сигнала достаточно одного измерения, базовый анализ может предложить более подходящее решение, чем полный анализ спектральной плотности мощности.

Полный — Комплексный анализ материалов

Системы Solo Complete и Reflex Complete предоставляют полные данные о распределении частиц по размерам, а также информацию о форме и цвете частиц. Solo Complete также позволяет оценить объем материала.

Эти конфигурации полезны, когда необходимо отслеживать изменения в нескольких классах размеров частиц, сравнивать полные распределения или оценивать характеристики материала во времени.

Области применения включают мониторинг производительности дробилок, оценку подачи материала в измельчительный контур, сравнение материалов из разных источников и оценку соответствия целевым показателям размера частиц.

Подбор параметров измерения в соответствии с областью применения.

Более совершенная система измерений не обязательно является более полезной для каждого применения.

Например, для обнаружения частиц, превышающих заданный предельный размер, может потребоваться лишь мониторинг максимального размера. В отличие от этого, для понимания того, как дробилка изменяет общее распределение частиц по размерам, обычно требуются более подробные измерения распределения частиц по размерам.

Выбор подходящей системы также зависит от того, можно ли надежно измерить материал в предлагаемых условиях установки.

На выбор системы влияют такие факторы, как размер частиц, видимость, поле зрения, расстояние установки, движение материала и условия окружающей среды.

Цель состоит в выборе таких возможностей измерения, которые предоставляют полезную информацию для процесса, не внося при этом излишней сложности.

Понимание диапазонов размеров обнаруживаемых частиц

Важным фактором при выборе места измерения является способность системы надежно различать размеры частиц, имеющие значение для процесса.

При оптическом мониторинге конвейеров диапазон обнаруживаемых размеров зависит от разрешения камеры, выбора объектива, расстояния установки и поля зрения. Более широкое поле зрения позволяет системе наблюдать большую площадь материала, но уменьшает детализацию изображения, доступную для идентификации более мелких частиц. Более узкое поле зрения улучшает разрешение для более мелких частиц, но может ограничивать охват более крупных частиц или всего потока материала.

Например, мониторинг выхода крупнозернистого материала из первичной дробилки на широком конвейере предъявляет иные требования, чем измерение более мелкого материала, подаваемого в измельчительную мельницу. Соответствующая конфигурация камеры должна учитывать как распределение частиц по размерам, так и физические условия в месте измерения.

Эти соображения особенно важны при выборе между определением максимального размера и анализом полного распределения частиц по размерам.

Более подробное объяснение, включая практические примеры установки, см. в разделе Понимание диапазонов размеров при анализе конвейерных лент.

7. Периодический отбор проб и непрерывный мониторинг

Традиционный ситовый анализ остается важным методом измерения размера частиц.

При правильном выполнении этот метод позволяет провести физическую оценку отобранного материала и может включать фракции, которые трудно различить с помощью оптических измерений.

Однако периодически отбираемая проба отражает материал, взятый в конкретное время и в конкретном месте.

Если характеристики материала значительно различаются между образцами, эти различия могут остаться незамеченными.

Ценность более частых измерений

Автоматизированные системы мониторинга многократно собирают данные измерений по мере перемещения материала в процессе обработки.

Вместо того чтобы полагаться исключительно на измерения, проводимые через нерегулярные промежутки времени, операторы могут наблюдать за развитием тенденций, сравнивать периоды эксплуатации и выявлять неожиданные изменения.

Например, дробилка может производить материал в желаемом диапазоне размеров в течение запланированного периода отбора проб, но при других условиях эксплуатации периодически сталкиваться с превышением допустимых размеров.

Система мониторинга может предоставить дополнительную информацию об этих изменениях.

Непрерывный мониторинг не означает, что измеряется каждая частица. Оптические системы отбирают пробы видимого материала через повторяющиеся интервалы времени, и на их результаты влияют частота измерений, геометрия установки и характеристики материала.

Тем не менее, повторные измерения могут выявить закономерности, которые могут быть упущены при использовании только периодического отбора проб.

Почему оба метода важны

Автоматизированные оптические измерения и физический ситовый анализ предоставляют дополнительную информацию.

Ситовый анализ может помочь охарактеризовать сыпучий материал и предоставить эталонные измерения, в то время как автоматизированные системы обеспечивают более частое наблюдение за поведением технологического процесса.

В соответствующих случаях сравнительный отбор проб и калибровка могут помочь установить взаимосвязь между оптическими измерениями и результатами лабораторных исследований.

Вместо того чтобы рассматривать один метод как замену другому, предприятия могут комбинировать их для более полного понимания размеров материала и изменчивости процесса.

Цель состоит в том, чтобы собрать данные, которые были бы одновременно значимыми и достаточно репрезентативными для решений, на которые они будут опираться.

8. Превращение результатов измерений в решения, касающиеся процесса.

Сбор большего количества данных не приводит к автоматическому улучшению работы предприятия.

Практическая ценность измерений заключается в определении того, как будет оцениваться информация и какие действия могут быть предприняты при изменении условий.

Эффективная стратегия мониторинга связывает три элемента:

1. Измерение: Какие характеристики материала отслеживаются?
2. Цель: Какой диапазон или состояние считается приемлемым?
3. Ответ: Что должно произойти, если результаты измерения указывают на существенное отклонение?

Использование ограничений по размерам и технических параметров

Установление предельного размера частиц может быть достаточным, если цель состоит в обнаружении частиц слишком большого размера, которые могут создавать помехи для последующего оборудования.

В других областях применения требуется мониторинг общего спектрального распределения мощности в соответствии с заданными техническими характеристиками.

Например, в технологическом процессе может потребоваться, чтобы определенный процент материала оставался в допустимом диапазоне размеров, а не просто не превышал максимально допустимый размер.

Сравнение результатов измерений с этими пределами позволяет операторам определить, соответствует ли материал техническим требованиям и как изменяется его распределение.

Соответствующие предельные значения должны устанавливаться исходя из требований к оборудованию или процессу, а не на основе общих целевых показателей размера частиц.

От оповещений к автоматизации

Результаты измерений могут быть представлены операторам для ознакомления, связаны с сигналами тревоги или интегрированы в систему управления предприятием, если это поддерживается.

Автоматизированные системы WipWare могут передавать данные измерений по промышленным протоколам, таким как Modbus TCP и OPC UA.

Это позволяет интегрировать измерения частиц с другой оперативной информацией, используемой ПЛК, системой SCADA или стратегией управления.

Например, обнаружение начинающегося переизбытка размеров частиц после работы дробилки может побудить оператора проверить настройки дробилки или состояние оборудования.

При наличии соответствующих инженерных решений и средств защиты, измерения также могут быть использованы в автоматизированной стратегии управления.

Один из примеров применения системы WipWare на горнодобывающем предприятии в северном Квебеке иллюстрирует этот подход. Предприятию требовалось контролировать размер частиц, превышающий примерно 6 дюймов (150 мм) после первичного дробления. В сотрудничестве с компанией Xstrata Process Support (XPS) и поставщиком гидравлических рычагов, WipWare помогла внедрить систему, которая выявляла случаи превышения размера частиц и взаимодействовала с ПЛК для автоматической регулировки параметров дробилки.

Данное приложение демонстрирует, как измерения частиц могут стать практическими управляющими воздействиями при интеграции с соответствующим оборудованием и средствами защиты технологического процесса.

Решение об автоматизации должно зависеть от того, насколько надежно измерение отражает процесс, насколько быстро требуется реакция и каковы будут операционные последствия предлагаемой корректировки.

Цель состоит в том, чтобы использовать измерения в качестве надежного исходного материала для принятия соответствующих оперативных решений, а не в автоматизации просто потому, что данные доступны.

9. Пример из практики: Связь между дроблением взрывчатых веществ и требованиями к дробилке.

Исследовательская программа на карьере компании dstgroup в Португалии демонстрирует, как измерение степени фрагментации может связать оценку взрывных работ с требованиями к последующей переработке.

В исследовании участвовали компании WipWare, O-Pitblast и dstgroup с целью улучшения взаимосвязи между эффективностью взрывных работ и совместимостью с первичной дробилкой.

Установление измеримого базового уровня

На начальном этапе были объединены детальное изучение топографии уступов, обследование взрывных скважин, моделирование расчета взрывных работ и измерение степени фрагментации.

С помощью программы WipFrag исследователи оценили распределение размеров частиц взорванного материала и сравнили результаты с требованиями первичной дробилки карьера.

Диапазон совместимости дробилки помог определить материал в пределах требуемого диапазона размеров, а также крупногабаритный материал, требующий дополнительной обработки или дробления.

Первоначальные оценки выявили различия между прогнозируемым и измеренным уровнем фрагментации, а также вариации, связанные с геометрией взрыва и точностью бурения.

Полученные результаты послужили отправной точкой для оценки последующих корректировок.

Оценка изменений в конструкции взрывных работ

На более поздних этапах исследования изучались изменения параметров проектирования взрывных работ, включая свойства забоя, суббурение, точность бурения и время начала взрыва.

Измерения степени фрагментации использовались для сравнения результатов и оценки того, приблизили ли внесенные изменения распределение материала к желаемому распределению в дробилке.

В конечном итоге исследование продемонстрировало измеримые улучшения после целенаправленной корректировки конструкции взрывных работ, включая снижение показателя D80 на 11%, снижение максимального размера фрагментов на 19% и повышение эффективности дробления на 21%. Эти изменения приблизили гранулометрический состав добытой руды (PSD) на 15% к оптимальным параметрам для дробилок.

Эти результаты описывают конкретные условия и сравнения, использованные в исследовании, а не улучшения производительности, которые можно предположить при других видах деятельности.

Расширение зоны измерения до подачи материала в дробилку.

В ходе исследования также были проведены автоматизированные измерения с использованием прибора Reflex вблизи первичной дробилки.

Эти наблюдения помогли оценить материал, поступающий на переработку, и предоставили дополнительный способ сравнения влияния изменений в конструкции взрывных работ с течением времени. Как упоминалось выше, после первоначальных корректировок конструкции взрывных работ гранулометрический состав добытого материала приблизился к диапазону совместимости с дробилкой, установленному на базовом этапе.

Значение этой работы заключается не только в том, что один взрыв образовал более мелкие фрагменты.

В нем представлен процесс, основанный на измерениях, в котором требования к дробилке помогли определить целевые параметры измельчения, были измерены результаты взрыва, оценены корректировки и проведен мониторинг последующих характеристик материала.

Такой подход связывает взрывные работы с требованиями последующего оборудования, а не рассматривает фрагментацию как изолированный результат взрыва.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с опубликованными статьями в научных журналах. Комплексная модель переработки и дробления заполнителей для горнодобывающей промышленности.: Часть 1, Часть 2 а также Часть 3.

10. Обеспечение долгосрочной прозрачности на протяжении всего срока эксплуатации шахты.

Отдельные измерения предоставляют информацию о материале в определенный момент времени и в определенном месте.

Их ценность может возрасти, если результаты собираются последовательно, сопоставляются с условиями эксплуатации и сравниваются за более длительные периоды времени.

В процессе добычи полезных ископаемых встречаются различные геологические зоны, характеристики материалов, состояние оборудования и требования к переработке.

Измерения, проводимые в течение определенного времени, могут помочь задокументировать эти изменения и послужить ориентиром для оценки последующих результатов.

Соединение измерений на разных этапах

Технологии WipWare предоставляют взаимодополняющие способы характеризации материалов на протяжении всего цикла добычи и переработки:

• WipJoint Характеризует структуру обнаженной горной породы перед взрывом.
• WipFrag проводит оценку фрагментации после взрыва и других доступных образцов материала.
• BlastCast Это помогает сравнить измеренную фрагментацию с результатами моделирования и исследовать потенциальные изменения в конструкции.
• Рефлекс обеспечивает автоматизированное измерение загрузки транспортных средств на этапах погрузки, транспортировки и обработки.
• Соло Обеспечивает многократные измерения параметров материала на конвейерах и технологических линиях.
• MailFrag Предоставляет услуги по анализу WipFrag с помощью специалистов в случаях, когда внутренние ресурсы для анализа ограничены.

Эти технологии измеряют материалы по-разному, и для получения пользы их не обязательно использовать совместно.

Каждый из них отвечает различным требованиям к измерениям, и целесообразность объединения результатов зависит от надлежащего отбора проб, калибровки, согласованной отчетности и имеющейся оперативной информации.

Например, на шахте могут сравнивать результаты измерений WipFrag, полученные при взрыве, с последующими измерениями Reflex грузов, вывозимых грузовиками из этого района. Затем отдельные измерения могут предоставить информацию о материале, поступающем на этап переработки или покидающем его.

Если эти результаты сопоставить с их местоположением, временем, источниками и условиями эксплуатации, они помогут объяснить, как меняются характеристики материалов по мере развития производства.

Оценка тенденций и операционных изменений

Долгосрочные записи измерений также могут помочь в сравнении периодов эксплуатации.

На шахте могут оценивать степень фрагментации до и после изменения методов взрывных работ, исследовать размер дробленого продукта по мере износа оборудования или сравнивать характеристики подачи материала в измельчительный контур в разных районах добычи.

Результаты измерений можно оценивать наряду с такими эксплуатационными показателями, как производительность, энергопотребление, настройки оборудования, записи о техническом обслуживании и маршруты транспортировки материалов.

Это помогает инженерам исследовать, связаны ли изменения характеристик материала с изменениями в производительности процесса.

Важно отметить, что измерения степени фрагментации не позволяют напрямую количественно оценить энергоэффективность, износ оборудования или экономию средств. Для получения этих результатов необходимы соответствующие эксплуатационные данные.

Ценность измерения фрагментации заключается в том, что оно дополняет оценки информацией о характеристиках материала, помогая операторам лучше понимать условия, влияющие на производительность.

Создание последовательного процесса совершенствования

Программа повышения эффективности, основанная на измерениях, начинается с определения требований к работе и установления значимых целевых показателей.

Затем в выбранных местах проводятся измерения, чтобы определить, насколько фактические характеристики материала соответствуют этим требованиям.

В случаях, когда условия отличаются от ожиданий, результаты можно оценивать вместе с соответствующей геологической, технической и эксплуатационной информацией.

Изменения параметров взрывных работ, дробления, просеивания или других технологических процессов затем можно оценить с помощью последующих измерений.

Со временем это создает процесс обратной связи, в котором оперативные решения принимаются на основе наблюдаемого поведения материальных ресурсов, а не только на основании предположений.

Не на каждом этапе производства необходимы измерительные системы. Одна правильно установленная система может принести значительную пользу, если она решает важную производственную проблему.

В других производственных процессах может быть полезно объединить измерения, проведенные в нескольких местах, чтобы понять, как изменяется материал по мере его перемещения в ходе производства.

Цель состоит в том, чтобы установить правильные параметры измерений в правильных местах, с четким пониманием цели использования результатов.

Опубликованные исследования предоставляют практические примеры применения этих методов измерения в различных производственных процессах. Исследования, посвященные управлению шаровыми мельницами, производительности дробилок, мониторингу конвейеров и оптимизации взрывных работ, демонстрируют, как данные о фрагментации могут способствовать более широкой оценке эффективности процесса. Изучите эти приложения в Примеры успешных проектов WipWare: фрагментация и мониторинг процессов..

Заключение

Осколочное разрушение влияет на гораздо большее, чем непосредственные последствия взрыва.

Характеристики материала влияют на погрузку, транспортировку, дробление, грохочение, измельчение и однородность последующей обработки. Для понимания этих взаимосвязей необходимы измерения, которые можно связать с решениями, принимаемыми на каждом этапе эксплуатации.

От предварительной оценки характеристик горных пород и оценки их фрагментации до автоматизированного мониторинга загрузки транспортных средств и конвейеров, WipWare предоставляет дополнительные технологии для понимания того, как изменяется материал на протяжении всего производственного процесса.

Вместе с соответствующим отбором проб, ведением оперативной документации и определением целевых показателей процесса эти измерения могут помочь предприятиям выявлять изменчивость, оценивать изменения и разрабатывать более последовательные подходы к улучшению процессов.

На протяжении всего срока эксплуатации шахты полученные данные измерений могут предоставить ценную информацию для понимания изменяющихся материальных условий, сравнения стратегий эксплуатации и принятия обоснованных решений в будущем.

Ценность заключается не просто в сборе большего количества информации. Она состоит в понимании значения измерений и использовании их для принятия более обоснованных решений.

Потому что невозможно управлять тем, что нельзя измерить.!