更精确的破碎测量方法能为采矿和采石作业带来多大的改进?
几十年来,研究人员和工业操作人员一直使用 WipFrag 来评估爆破效果、调查物料处理挑战,并了解颗粒大小如何影响下游操作。.
1999 年,WipWare 的 Tom Palangio 和 Norbert Maerz 博士提出了 WipFrag图像分析系统的案例研究 在南非约翰内斯堡举行的第六届国际爆破岩石破碎研讨会(FRAGBLAST 6)上。.
他们的论文总结了基于图像的碎片测量技术的七个应用案例,这些案例均基于20世纪90年代开展的实地研究。这些案例至今仍然具有价值,因为它们展示了定量测量如何帮助操作人员评估以前难以进行系统性研究的问题。.
以下评论重点介绍了研究成果以及从中可以汲取的实际经验教训。.
1. 塞尔拜矿——了解破碎的成本
加拿大魁北克省 Joutel
20 世纪 90 年代中期,塞尔拜矿利用 WipFrag 评估爆炸性能,并研究爆破碎片对其他采矿成本的影响。.
该研究考察了颗粒尺寸与几个操作变量之间的关系,其中包括:
- 破碎过程中的能量消耗。.
- 装载率和运输卡车有效载荷。.
- 二次爆破要求。.
- 维护和物料搬运成本。.
通过量化碎片,该行动可以开始评估不同爆炸结果的成本影响,而不是仅仅依靠视觉评估。.
主要发现: 破碎测量有助于在整个采矿过程中建立爆破效果与成本之间的关系。.
2. INCO 科尔曼矿——在扩大爆破范围的同时提高破碎效果
加拿大安大略省萨德伯里
1994 年 INCO 科尔曼矿的一项研究表明,更紧密的爆破模式并不一定能产生更好的破碎效果。.
原始爆破模式尺寸为 5 × 10 英尺(约 1.5 × 3.0 米),产生的特征碎片尺寸 (Xc) 为 617 毫米,且尺寸过大,需要进行二次爆破。.
在审查了 WipFrag 结果后,行动逐步扩大了爆炸范围。.
在 6 × 10 英尺时,特征尺寸减小到 509 毫米。进一步扩展到 7 × 10 英尺时,特征尺寸减小到 318 毫米,超大尺寸基本消除。.
研究人员报告称,在所研究的爆破应用中,爆破模式扩展了 40%,成本节省高达 80%。.
这些结果表明,过度约束和爆破设计条件可能会产生出乎意料的广泛分布,其中包含超大颗粒和细颗粒。.
主要发现: 测量碎片化结果可以挑战关于爆破设计的假设,并有助于发现提高性能和降低成本的机会。.
3. 高地谷铜业——连接碎片化和工厂性能
加拿大不列颠哥伦比亚省洛根湖
Highland Valley Copper 研究了原矿性质如何影响磨矿性能。.
该研究同时考虑了矿石硬度和粒度,追踪物料通过矿山的破碎、输送和堆料网络到达研磨回路的过程。.
基于相机的 WipFrag 测量有助于表征材料尺寸分布,而矿山的调度和建模系统则支持跟踪矿石特性。.
研究人员发现,送入研磨生产线的颗粒尺寸分布存在差异,包括与料堆分离相关的变异性。.
这些观察结果帮助操作人员评估料堆给料机的调整,并更好地了解磨机给料特性与产量之间的关系。.
主要发现: 将破碎测量与物料跟踪和加工数据联系起来,有助于解释研磨性能的变化,并支持更稳定的磨机进料。.
4. 基准材料采石场——评估雷管引爆时间
美国纽约州奥格登斯堡
Bartley 和 Trousselle 研究了 1997 年在 Benchmark Materials Quarry 进行的爆破试验中雷管定时精度的影响。.
该研究比较了使用可编程数字雷管的爆炸性能,WipFrag 提供了碎片大小和均匀性的定量测量。.
研究人员报告称,高精度雷管可改善碎片化效果并降低振动水平。.
WipFrag 提供了一种实用的方法来评估由此产生的颗粒尺寸分布的变化并比较爆炸结果。.
主要发现: 定量碎片测量可以为评估起爆系统和时间调整的效果提供证据。.
5. 拉法基埃克肖——提高破碎机处理量和降低能耗
加拿大艾伯塔省埃克斯肖
在拉法基的埃克肖工厂,一项破碎研究调查了爆破作业如何影响下游机械性能和能源消耗。.
研究人员评估了几个因素,包括炮孔偏差、钻孔深度、爆破设计和碎片均匀性。.
采用 102 毫米炮孔的改进型爆破设计产生了更细小、更均匀的碎片。.
该研究报告指出:
- 破碎机处理能力提高 16%。.
- 30% 降低破碎机能耗。.
- 减少机械停机时间,改善装载条件。.
该研究还发现了与振动和最终墙体损坏相关的改进措施。.
主要发现: 提高爆破破碎效果可以提高破碎机的性能,但要评估其益处,需要对爆破和加工过程进行测量。.
6. Barkley 和 Carter — 评估光学碎片测量
光学尺寸测量方法的研究
Barkley 和 Carter 研究了光学方法在评估岩石破碎方面的适用性。.
他们的研究考虑了传统尺寸测量方法的局限性以及从喷砂材料中获得代表性测量结果的挑战。.
他们得出结论,如果谨慎应用,WipFrag 可以为爆破建模、设备选择、采矿方法和经济评估提供有用的信息。.
该研究还强调了抽样频率和材料变异性的重要性。.
这一区别仍然至关重要:采集更多图像并不一定能保证获得更好的结果。图像质量、比例尺、表面可见性和代表性采样等因素都必须考虑在内。.
主要发现: 只要测量方法适合应用,光学碎片测量就可以作为物理取样的实用替代或补充。.
7. 巴拿马运河——挑战性条件下的碎片化评估
巴拿马
20 世纪 90 年代记录的研究描述了使用 WipFrag 来评估与巴拿马运河扩建工程相关的爆破中的碎片化和堵塞一致性。.
该项目面临诸多挑战,包括复杂的地质条件、含水饱和度、海上交通以及紧迫的施工进度。.
碎片测量帮助工程师评估爆破效果并评估爆破程序的改进。.
主要发现: 在常规采样困难的环境中,如果能够建立合适的成像和采样条件,基于图像的碎片分析可以提供实用的测量数据。.
这些研究表明了什么
尽管这些研究中描述的技术和操作实践可以追溯到 20 世纪 90 年代,但其中一些经验教训仍然适用。.
首先,爆破破碎的影响远不止于爆破的直接结果。颗粒的大小和分布会影响装载、运输、破碎、研磨和物料处理。.
其次,测量结果在支持具体操作决策时最为有用。无论是评估爆破模式、比较雷管,还是调查磨机进料的变异性,测量结果都应有助于解答实际问题。.
最后,当破碎数据能够与其他运行信息进行比较时,其价值才会更高。仅凭破碎测量数据,很少能建立起颗粒大小、能耗、处理量和设备性能之间的关系。.
现代WIPWare技术通过以下方式继续支持这些目标 WipFrag 用于按需分析,, 反射 用于自动车辆载荷测量,以及 独奏 用于连续输送机监测。.
要更详细地了解这些测量结果如何在采矿和矿物加工过程中为决策提供支持,请参阅: 从爆破到选矿:利用破碎数据提高采矿效率.
有关影响破碎程度的地质和爆破设计因素的更多信息,请参见 了解岩石爆破和破碎.
继续研究
这些早期研究中描述的应用为后续的自动化碎片监测和工业过程控制的发展奠定了基础。.
探索 WipWare案例研究:碎片化和进程监控 进一步的研究涵盖输送机分析、SAG磨机优化、破碎机性能、无人机碎片评估以及爆破到破碎的综合测量。.
参考
主要来源
Palangio, TC 和 Maerz, NH (1999)。. 使用WipFrag图像分析系统的案例研究. 第六届国际爆破岩石破碎研讨会(FRAGBLAST 6)论文集, ,南非约翰内斯堡,第 117-120 页。.
选定的基础研究
Simkus, R. 和 Dance, A. (1998)。追踪硬度和尺寸:测量和监测 Highland Valley Copper 的 ROM 矿石特性。. 1998年矿山到选矿厂会议论文集, 第 113-119 页。.
Bartley, DA 和 Trousselle, R. (1998)。Daveytronic,在振动敏感环境下进行数字雷管测试。. 第24届年度爆炸物与爆破技术会议论文集, 第 247-261 页。.
Elliott, R.、Ethier, R. 和 Levaque, J. (1999)。Lafarge Exshaw 更精细的碎片化研究。. 第25届年度爆炸物与爆破技术会议论文集, 第 II 卷,第 333-354 页。.
Barkley, T. 和 Carter, R. (1999)。光学尺寸测量方法的评估。. 第25届年度爆炸物与爆破技术会议论文集, 第 305-324 页。.
历史结果反映了各自研究中报告的条件和方法,不应被解释为对其他操作的性能改进的保证。.