JP7423545B2 - 発破孔の自動化された充填のためのシステム及びそれに関連する方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年1月29日に出願された、「Systems for Automated Loading of Blastholes and Methods Related Thereto」と題する米国仮出願第62/623,094号、及び2018年12月20日に出願された、「Systems for Automated Loading of Blastholes in a Blast Pattern and Methods Relating Thereto」と題する米国仮出願第62/782,917号に対する優先権を主張し、それらは、その全体が、本明細書により、参照によって両方とも組み込まれる。
本開示は、概して、爆薬に関する。より詳細には、本開示は、爆薬を送達するためのシステム、及びそれに関連する方法に関する。いくつかの実施形態では、これらの方法は、発破孔の自動化された充填、及びそれに関連する方法に関する。
Claims (40)
- 爆薬を送達する方法であって、
地質プロファイル内の任意の変曲点を決定することであって、前記地質プロファイルは硬度値を含み、前記変曲点は前記硬度値の統計的に有意な変化である、決定することと、
前記地質プロファイルを、任意の識別された変曲点によって分離されたグループにセグメント化することと、
各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定し、それによって、各グループの目標爆発エネルギー値を含む目標爆発エネルギープロファイルを生成することと、
前記目標爆発エネルギープロファイルに従って爆発エネルギー値を有する爆薬を送達することと、を含む、方法。 - 前記地質プロファイルが、発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含む、請求項1に記載の爆薬を送達する方法。
- 前記地質プロファイルが、発破パターンにわたる地質特性を表す地質値を含む、請求項1に記載の爆薬を送達する方法。
- 前記地質プロファイル内の任意の変曲点を決定することが、
前記地質プロファイル内の実際の地質値と前記実際の地質値の平均値との間の累積差を計算することと、
前記累積差の第1のピーク値を判定することと、を含み、
ピーク値は、前記地質プロファイルを前記グループに分割する前記地質値の前記変曲点を判定するために使用され、各グループの前記代表的な地質値がグループごとに判定される、請求項1に記載の爆薬を送達する方法。 - 前記第1のピーク値を前記実際の地質値における統計ノイズと比較することと、前記第1のピーク値が統計ノイズを超える場合に、前記第1のピーク値を変曲点として識別することと、を更に含み、
前記統計ノイズは、前記実際の地質値の順序をランダムな順序に変更することによって生成される、請求項4に記載の爆薬を送達する方法。 - 前記第1のピーク値を前記実際の地質値における統計ノイズと比較し、前記第1のピーク値が統計ノイズを超える場合に、前記第1のピーク値を変曲点として識別することが、
複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルを生成するために前記実際の地質値の順序をランダム化することと、
前記複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルの各々の累積差及びピーク値を計算することと、
前記第1のピーク値を超える前記複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルからのピーク値のパーセンテージを決定することと、
前記パーセンテージが、選択された信頼値未満である場合に、前記第1のピーク値を変曲点として識別することと、を含む、請求項5に記載の爆薬を送達する方法。 - 1つ又は複数の以前に決定された変曲点によって境界付けられた前記地質値の部分の追加のピーク値を決定し、前記追加のピーク値の各々を前記実際の地質値の適切な部分における統計ノイズと比較することを反復し、前記追加のピーク値の各々が統計ノイズを越える場合に、前記追加のピーク値の各々を変曲点として識別することによって任意の追加の変曲点を識別すること、を更に含む、請求項4~6のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
- 各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することが、各グループの前記代表的な地質値に基づいて、各グループの目標エマルジョン密度値を決定することを含み、前記目標爆発エネルギープロファイルが、目標エマルジョン爆薬密度プロファイルを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
- 各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することが、送達システム設備によって達成可能な密度変化の最大数を決定することを更に含み、前記送達システム設備は、前記爆薬を送達し前記目標エマルジョン密度値を自動的に調節するための設備、制御システム、又はその両方を含み、前記送達システム設備によって達成可能な前記密度変化の最大数を決定することが、発破孔のパラメータ、送達システム設備の流量、及び前記送達システム設備のための制御システムを評価することを含み、前記発破孔の前記パラメータが、発破孔の長さ及び発破孔の直径を含む、請求項8に記載の爆薬を送達する方法。
- 各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することが、各グループの前記代表的な地質値に基づいて、各グループの前記爆薬の目標密度値を決定することを含み、前記目標爆発エネルギープロファイルが、目標爆発密度プロファイルを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
- ステミングの長さ、爆薬がない発破孔内の1つ又は複数の領域、又はそれらの組み合わせを用いて、前記目標爆発エネルギープロファイルを修正することを更に含み、前記ステミングの長さは、不活性材料で充填される前記発破孔の長さを定義する、請求項1~10のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
- 複数の変曲点が識別された結果、異なる爆発エネルギー値を有する複数のグループをもたらす、請求項1~11のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
- 3つ又は4つ以上の異なるグループが存在する、請求項1~12のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
- 爆薬送達システムであって、
エネルギー調節剤を貯蔵するように構成された第1のリザーバと、
エネルギー物質を貯蔵するように構成された第2のリザーバと、
前記エネルギー物質及び前記エネルギー調節剤を混合して爆薬にするように構成されたミキサーであって、前記ミキサーが、前記第1のリザーバ及び前記第2のリザーバに動作可能に接続されている、ミキサーと、
前記ミキサー、前記第1のリザーバ、及び前記第2のリザーバに動作可能に接続された送達装置であって、前記送達装置が、前記爆薬を発破孔に送達するように構成されている、送達装置と、
プロセッサ回路であって、
前記発破孔の大きさを受信することと、
地質プロファイル内の任意の変曲点を決定することであって、前記地質プロファイルが、前記発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含み、前記変曲点は前記地質値の統計的に有意な変化である、決定することと、
前記発破孔を、任意の識別された変曲点によって分離されたグループにセグメント化することと、
各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定し、それによって、前記発破孔の前記長さに沿った前記各グループの目標爆発エネルギー値を含む目標エネルギープロファイルを生成することと、
前記目標エネルギープロファイルに従って前記爆薬のエネルギーを変化させるように、前記エネルギー調節剤の、前記ミキサーへの流量を制御することと、を行うための、プロセッサ回路と、を備える、爆薬送達システム。 - 前記プロセッサ回路が、更に、
第1のエネルギー値における第1の爆薬グループが前記発破孔に送達されたこと、及び第2のエネルギー値における第2の爆薬グループが前記発破孔に送達される予定であることを判定することと、
前記送達装置によって送達される前記爆薬が前記第2の爆薬グループに関連付けられた前記目標爆発エネルギー値を有するように、前記エネルギー調節剤の前記流量を修正することと、を行うことができる、請求項14に記載の爆薬送達システム。 - 複数の代表的な地質値の目標爆発エネルギー値を含むテーブルを格納するためのメモリ記憶装置を更に備え、各グループの前記目標爆発エネルギー値を決定するために、前記プロセッサ回路が、前記テーブルにアクセスし、各グループに関連付けられた前記代表的な地質値に基づいて前記目標爆発エネルギー値を検索する、請求項14又は15に記載の爆薬送達システム。
- 各代表的な地質値に関連付けられた前記目標爆発エネルギー値が、1回又は複数回の試験充填からの発破成績に少なくとも部分的に基づく、請求項16に記載の爆薬送達システム。
- 前記エネルギー調節剤が、密度低減剤を含み、前記エネルギー物質が、エマルジョンマトリックスを含み、前記爆薬が、エマルジョン爆薬を含み、前記目標爆発エネルギー値が、目標エマルジョン密度値を含み、目標爆発エネルギープロファイルが、目標密度プロファイルを含む、請求項14~17のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 前記密度低減剤が、化学ガス発生剤を含む、請求項18に記載の爆薬送達システム。
- 前記プロセッサ回路が、前記地質プロファイルを更に受信することができる、請求項14~19のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 前記プロセッサ回路が、地質データに基づいて地質プロファイルを更に生成することができ、前記地質データが、地震データ、掘削データ、ドリル切削、コアサンプル、又はそれらの組み合わせから直接的又は間接的に決定されたデータを任意選択的に含み、前記ドリル切削、コアサンプル、又はその両方が、x線又はガンマ線蛍光、走査電子顕微鏡、分光法及び顕微鏡技術、並びにそれらの組み合わせを使用して分析され得る、請求項14~20のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 前記プロセッサ回路が、掘削データ、前記発破孔の直径、及び前記発破孔の前記長さを更に受信することができる、請求項21に記載の爆薬送達システム。
- 前記プロセッサ回路が、各グループの前記代表的な地質値を更に決定することができる、請求項14~22のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 代表的な地質値が、確率分布、最大値、又は最小値によって定義される、請求項23に記載の爆薬送達システム。
- 前記プロセッサ回路が、前記発破孔の前記大きさに基づいて、前記発破孔の現在のグループを決定するためにエマルジョンマトリックスの送達速度を更にモニタリングすることができる、請求項14~24のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 前記送達装置が、送達導管を含み、前記ミキサーが、前記送達導管の出口の近位に位置づけされている、請求項14~25のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 前記送達導管が、前記ミキサーの入口の近位のエマルジョンマトリックスに密度低減剤を導入するように構成されている、請求項26に記載の爆薬送達システム。
- 前記プロセッサ回路が、以前の発破からの破片サイズデータを含むフィードバックを更に受信し、将来からの破片が目標サイズにより近くなるように前記将来の発破の前記目標エネルギープロファイルを調節することができる、請求項14~27のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 前記目標エネルギープロファイルを調節するために、前記プロセッサ回路が、目標爆発エネルギーを調節する、請求項28に記載の爆薬送達システム。
- 発破孔のためのエマルジョン爆薬密度プロファイルを決定する方法であって、前記方法が、
地質プロファイル内の任意の変曲点を決定することであって、前記地質プロファイルが、前記発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含み、前記変曲点は前記地質値の統計的に有意な変化である、決定することと、
前記発破孔を、任意の識別された変曲点によって分離されたグループにセグメント化することと、
各グループの代表的な地質値に基づいて各グループの目標エマルジョン密度値を決定し、それによって、前記発破孔の前記長さに沿った目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成することと、を含む、方法。 - 爆薬送達システムであって、
エネルギー調節剤を貯蔵するように構成された第1のリザーバと、
エネルギー物質を貯蔵するように構成された第2のリザーバと、
前記エネルギー物質及び前記エネルギー調節剤を混合して爆薬にするように構成されたミキサーであって、前記ミキサーが、前記第1のリザーバ及び前記第2のリザーバに動作可能に接続されている、ミキサーと、
前記ミキサー、前記第1のリザーバ、及び前記第2のリザーバに動作可能に接続された送達装置であって、前記送達装置が、前記爆薬を発破孔に送達するように構成されている、送達装置と、
プロセッサ回路であって、
複数の発破孔の位置データを含む発破パターンを受信することと、
前記複数の発破孔に関連付けられた地質値を受信することと、
前記発破パターンを、変曲点によって分離された発破孔のグループにセグメント化することであって、前記変曲点は前記発破パターンの間隙方向及び重荷方向の両方で決定され、
前記変曲点は前記地質値の統計的に有意な変化であり、各グループは前記変曲点によって境界付けられた同様の地質特性を有する発破孔を含む、セグメント化することと、
発破孔の各グループの代表的な地質値に基づいて、発破孔の各グループの目標爆発エネルギー値を決定し、それによって、前記複数の発破孔内の各発破孔の目標爆発エネルギー値を含む目標エネルギープロファイルを生成することと、
前記目標エネルギープロファイルに従って、目標爆発エネルギー値を有する前記爆薬を、前記送達装置を介して、前記発破孔に送達するように、前記エネルギー調節剤の、前記ミキサーへの流量を制御することと、を行うための、プロセッサ回路と、を備える、爆薬送達システム。 - 前記地質値が、前記複数の発破孔の地質特性を表しており、前記地質値が、前記複数の発破孔の各々の平均地質値を含む、請求項31に記載の爆薬送達システム。
- 爆薬材料の利用可能な量が、各グループの前記目標爆発エネルギー値を決定するために使用される、請求項31に記載の爆薬送達システム。
- 前記プロセッサ回路が、前記発破パターンの距離に沿った前記地質値における任意の変曲点を決定することができる、請求項31に記載の爆薬送達システム。
- 前記プロセッサ回路が、
前記爆薬が第1のエネルギー値で発破孔の第1のグループに送達されたこと、及び前記爆薬が第2のエネルギー値で発破孔の第2のグループに送達される予定であることを判定することと、
前記送達装置によって前記発破孔の第2のグループに送達された前記爆薬が前記発破孔の第2のグループに関連付けられた前記目標爆発エネルギー値を有するように、前記エネルギー調節剤の前記流量を修正することと、を更に行うことができる、請求項31に記載の爆薬送達システム。 - 複数の代表的な地質値の目標爆発エネルギー値を含むテーブルを格納するためのメモリ記憶装置を更に備え、発破孔の各グループの前記目標爆発エネルギー値を決定するために、前記プロセッサ回路が、前記テーブルにアクセスし、発破孔の各グループに関連付けられた前記代表的な地質値に基づいて前記目標爆発エネルギー値を検索する、請求項31~35のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 各代表的な地質値に関連付けられた前記目標爆発エネルギー値が、1回又は複数回の試験充填からの発破成績に少なくとも部分的に基づく、請求項36に記載の爆薬送達システム。
- 前記エネルギー調節剤が、密度低減剤を含み、前記エネルギー物質が、エマルジョンマトリックスを含み、前記爆薬が、エマルジョン爆薬を含み、前記目標爆発エネルギー値が、前記発破孔の各々の目標エマルジョン密度値を含み、前記目標エネルギープロファイルが、前記発破孔の各々の目標密度プロファイルを含む、請求項31~37のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 前記プロセッサ回路が、以前の発破からの破片サイズデータを含むフィードバックを更に受信し、将来からの破片が目標サイズにより近いように前記将来の発破の前記目標エネルギープロファイルを調節することができる、請求項31~38のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
- 前記目標エネルギープロファイルを調節するために、前記プロセッサ回路が、目標爆発エネルギーを調節する、請求項39に記載の爆薬送達システム。
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