KR20200128010A - 발파공의 자동 적재를 위한 시스템 및 그와 관련된 방법 - Google Patents

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KR20200128010A
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Abstract

다양한 밀도를 갖는 폭약을 자동으로 전달하기 위한 시스템이 본 명세서에 개시된다. 다양한 밀도를 갖는 폭약을 자동으로 전달하는 방법이 본 명세서에 개시된다. 에멀젼 폭약 밀도 프로파일을 결정하는 방법이 본 명세서에 개시된다.

Description

발파공의 자동 적재를 위한 시스템 및 그와 관련된 방법
관련 출원
본 출원은, 둘 모두가 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2018년 1월 29일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Systems for Automated Loading of Blastholes and Methods Related Thereto"인 미국 가출원 제62/623,094호 및 2018년 12월 20일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Systems for Automated Loading of Blastholes in a Blast Pattern and Methods Relating Thereto"인 미국 가출원 제62/782,917호에 대한 우선권을 주장한다.
기술분야
본 발명은 대체적으로 폭약에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 폭약을 전달하기 위한 시스템 및 그와 관련된 방법에 관한 것이다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은 발파공(blasthole)의 자동화된 로딩 및 그와 관련된 방법에 관한 것이다.
본 명세서에 개시된 실시 형태는 첨부 도면과 함께 취해진 하기의 설명 및 첨부된 청구범위로부터 더욱 완전히 명백해질 것이다. 도면은 주로 전반적인 실시 형태를 도시하며, 이러한 실시 형태는 도면과 관련하여 추가로 구체적이고 상세하게 기술될 것이다.
도 1은 발파공 내의 다양한 세그먼트들에 대해 에멀젼 폭약의 밀도를 자동으로 조정하기 위한 시스템이 구비된 트럭의 일 실시 형태의 측면도를 예시한다.
도 2a는 폭약을 전달하는 방법의 일 실시 형태의 흐름도를 예시한다.
도 2b는 발파공 내에 가변하는 목표 폭발 에너지를 갖는 발파공의 지질학적 특성들에 기초하여 폭약을 전달하는 방법의 일 실시 형태의 흐름도를 예시한다.
도 3은 발파공의 경도 프로파일(hardness profile)의 변화점(change point)들을 결정하는 방법의 일 실시 형태의 흐름도를 예시한다.
도 4는 발파공에 대해 플롯팅된 예시적인 경도 프로파일을 예시한다.
도 5a는 도 4의 경도 프로파일에 대해 계산된 예시적인 누적 차이를 예시하는데, 도 4의 경도 프로파일의 동일한 경도 값들을 사용하여 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들에 대해 플롯팅되어 있다.
도 5b는 도 5a의 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들의 누적 차이의 최대 값과 최소 값 사이의 차이의 분포의 그래프를 도시한다.
도 6은 제1 변화점이 식별된 도 4의 경도 프로파일을 예시한다.
도 7a는 도 4의 경도 프로파일의 서브세트에 대해 계산된 누적 차이를 예시하는데, 동일한 서브세트의 동일한 경도 값들을 사용하여 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들에 대해 플롯팅되어 있다.
도 7b는 도 7a의 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들의 누적 차이의 최대 값과 최소 값 사이의 차이의 분포의 그래프를 도시한다.
도 8은 제1 변화점 및 제2 변화점이 식별된 도 4의 경도 프로파일을 예시한다.
도 9a는 도 4의 경도 프로파일의 추가 서브세트에 대해 계산된 누적 차이를 예시하는데, 동일한 추가 서브세트의 동일한 경도 값들을 사용하여 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들에 대해 플롯팅되어 있다.
도 9b는 도 9a의 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들의 누적 차이의 최대 값과 최소 값 사이의 차이의 분포의 그래프를 도시한다.
도 10은 제1 변화점 및 제2 변화점이 식별되고 비-변화점이 식별된 도 4의 경도 프로파일을 예시한다.
도 11은 다수의 경도 값 서브세트들이 변화점들에 대해 분석되었고 3개의 변화점들이 식별된 후의 도 4의 경도 프로파일을 예시한다.
도 12는 3개의 변화점들이 스테밍 라인(stemming line)보다 큰 깊이들에서 식별된 다른 예시적인 경도 프로파일을 예시한다.
도 13은 발파공 내의 에멀젼 매트릭스의 밀도를 자동으로 가변시키기 위한 폭약 전달 시스템의 블록도를 예시한다.
도 14는 일 실시 형태에 따른, 각각의 구멍의 평균 경도를 보여주는 발파 패턴의 평면도를 예시한다.
도 15는 발파공의 지질학적 특성들에 기초하여 폭약을 전달하는 방법의 일 실시 형태의 흐름도를 예시한다.
도 16은 에멀젼 매트릭스의 밀도를 자동으로 가변시키기 위한 폭약 전달 시스템의 블록도를 예시한다.
폭약은 암석 및 광석을 부수기 위한 채광(mining), 채석(quarrying), 및 굴착(excavation) 산업에서 일반적으로 사용된다. 일반적으로, "발파공"으로 지칭되는 구멍을 지면과 같은 표면 내에 드릴링한다. 이어서, 폭약이 발파공 내로 (예컨대, 에멀젼 폭약 및 에멀젼 블렌드의 경우) 펌핑될 수 있거나 또는 (예컨대, 질산암모늄 및 연료유(ANFO) 및 중질 ANFO의 경우) 오거링(augering)될 수 있다. 예를 들어, 에멀젼 폭약은 일반적으로, 완전히 폭발되기에는 너무 농밀한 에멀젼 매트릭스로서 작업 현장으로 수송된다. 일반적으로, 에멀젼은 에멀젼이 성공적으로 폭발되게 하기 위해 "증감될(sensitized)" 필요가 있다. 증감은 종종 에멀젼 내로 작은 공극(void)을 도입함으로써 달성된다. 이들 공극은 폭발을 전파하기 위한 핫 스폿(hot spot)으로서 작용한다. 이들 공극은 밀도 감소제(density reducing agent)에 의해, 예컨대, 에멀젼 내로 가스를 블로잉(blowing)하여 그에 의해 가스 버블들을 형성하고/하거나, 미소구체 또는 다른 다공성 매체를 첨가하고/하거나, 화학 가스 발생제를 주입하여 에멀젼 내에서 반응시키고 그에 의해 가스를 형성함으로써 도입될 수 있다.
발파공의 경우, 길이 또는 깊이에 따라, 기폭부(detonator)가 발파공의, "토우(toe)"로도 또한 지칭되는 단부에 그리고 에멀젼 폭약의 시작부에 배치될 수 있다. 종종, 그러한 상황에서, 발파공의 상부는 폭약으로 채워지는 것이 아니라, "스테밍"으로 지칭되는 불활성 재료로 충전되어서, 폭발 가스 및 에너지가 발파공의 상부로부터 빠져나가게 하기보다는, 발파공을 둘러싸는 재료 내에 폭발의 힘을 유지시키려고 할 것이다.
발파공의 자동화된 로딩을 위한 시스템, 방법 및 장치, 그리고 그와 관련된 방법이 본 명세서에 개시된다. 일부 실시 형태에서, 시스템, 방법 및 장치는 발파공 및/또는 발파 현장에 걸쳐 지질학적 특성들의 변화점들을 식별함으로써 일정 발파 패턴의 각각의 발파공에 대한 목표 폭발 특성들(예컨대, 폭발 에너지)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 시스템은 유사한 지질학적 특성들을 갖는 발파공 내의 세그먼트들을 식별할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 시스템은 발파 패턴의 일정 거리에 걸쳐 있는 변화점들을 식별함으로써 유사한 지질학적 특성들을 갖는 발파공들의 섹션들 또는 그룹들을 식별할 수 있고, 목표 폭발 에너지 값을 갖는 폭약을 발파공에 전달하기 위해 혼합기로의 에너지 조절제의 유량을 제어할 수 있다.
본 명세서에서 대체적으로 아래에서 기술되고 도면에 도시된 바와 같은 실시 형태들의 구성요소는 아주 다양한 다른 구성으로 배열되고 설계될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 예를 들어, 방법의 단계들은 반드시 임의의 특정 순서로, 또는 심지어 순차적으로 실행될 필요는 없으며, 단계들이 단지 한번만 실행될 필요도 없다. 따라서, 아래에서 기술되고 도면에 표현된 바와 같은, 다양한 실시 형태의 하기의 더 상세한 설명은 본 발명의 범주를 제한하도록 의도되는 것이 아니라, 단지 다양한 실시 형태를 대표하는 것이다. 실시 형태의 다양한 태양이 도면에 제시되지만, 도면은 특별히 지시되지 않는 한 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다.
어구 "~에 작동가능하게 연결된" 및 "~에 연결된"은 기계적, 전기적, 자기적, 전자기적, 유동적 및 열적 상호작용을 포함하여, 2개 이상의 개체들 사이의 임의의 형태의 상호작용을 지칭한다. 2개의 개체들은 그것들이 서로 직접 접촉하지 않더라도 서로 상호작용할 수 있다. 예를 들어, 2개의 개체들은 중간 개체를 통해 간접적으로 서로 상호작용할 수 있다.
용어 "근위에"는 본 명세서에서 개시된 물체 "근처에" 또는 그 물체"에"를 지칭하는 데 사용된다. 예를 들어, "전달 도관의 출구의 근위에"는 전달 도관의 출구 근처에 또는 전달 도관의 출구에를 지칭한다.
어구 "변화점"은 데이터의 통계적으로 유의한 변화점을 지칭한다. 따라서, 경도 프로파일과 같은 지질학적 프로파일 내의 변화점들은 지질학적 프로파일 내의 지질학적 값들의 통계적으로 유의한 변화들이다.
본 명세서에 기술된 폭약 전달 시스템 및 방법의 실시 형태 및 구현예는 컴퓨터 시스템에 의해 실행되는 기계 실행가능 명령어들로 구현될 수 있는 다양한 단계를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 범용 또는 전용 컴퓨터(또는 다른 전자 디바이스)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 단계들을 수행하기 위한 특정 로직을 포함하는 하드웨어 컴포넌트를 포함할 수 있거나, 또는 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어의 조합을 포함할 수 있다.
실시 형태는 본 명세서에 기술된 프로세스를 수행하기 위해 컴퓨터 시스템 또는 다른 전자 디바이스를 프로그래밍하는 데 사용될 수 있는 명령어가 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 하드 드라이브, 플로피 디스켓, 광학 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, 자기 또는 광학 카드, 솔리드-스테이트 메모리 디바이스, 또는 전자 명령어를 저장하기에 적합한 다른 유형의 매체/컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다.
컴퓨터 시스템 및 컴퓨터 시스템 내의 컴퓨터는 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 구성 및/또는 사용에 적합한 네트워크는 하나 이상의 근거리 네트워크, 광역 네트워크, 대도시 지역 네트워크, 및/또는 인터넷 또는 IP 네트워크, 예를 들어 월드 와이드 웹(World Wide Web), 사설 인터넷, 보안 인터넷, 부가가치 네트워크, 가상 사설 네트워크, 엑스트라넷, 인트라넷, 또는 심지어 매체의 물리적 수송에 의해 다른 기계와 통신하는 독립형 기계를 포함한다. 특히, 적합한 네트워크는, 이종의 하드웨어 및 네트워크 통신 기술들을 사용하는 네트워크를 포함한, 둘 이상의 다른 네트워크들의 부분들 또는 전체들로 형성될 수 있다.
하나의 적합한 네트워크는 서버 및 몇몇 클라이언트를 포함하고, 다른 적합한 네트워크는 서버, 클라이언트, 및/또는 피어-투-피어 노드의 다른 조합을 포함할 수 있고, 주어진 컴퓨터 시스템은 클라이언트 및 서버 둘 모두로서 기능할 수 있다. 각각의 네트워크는 서버 및/또는 클라이언트와 같은 적어도 2개의 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템을 포함한다. 컴퓨터 시스템은 워크스테이션, 랩톱 컴퓨터, 연결해제가능 모바일 컴퓨터, 서버, 메인프레임, 클러스터, 소위 "네트워크 컴퓨터" 또는 "신 클라이언트", 태블릿, 스마트폰, 개인 휴대 정보 단말기 또는 다른 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스, "스마트" 소비자 전자 디바이스 또는 기기, 의료 디바이스, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
적합한 네트워크는 Novell®, Microsoft®, 및 다른 판매자로부터 입수가능한 소프트웨어와 같은 통신 또는 네트워킹 소프트웨어를 포함할 수 있고, 꼬임 쌍, 동축 또는 광섬유 케이블; 전화선; 전파; 인공위성; 마이크로파 중계기; 변조된 AC 전력선; 물리적 매체 전달; 및/또는 당업자에게 공지된 다른 데이터 전송 "와이어"를 통해 TCP/IP, SPX, IPX 및 다른 프로토콜을 사용하여 동작할 수 있다. 네트워크는 더 작은 네트워크를 포괄할 수 있고/있거나 게이트웨이 또는 유사한 메커니즘을 통해 다른 네트워크에 연결가능할 수 있다.
각각의 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 프로세서 및/또는 메모리를 포함하고; 컴퓨터 시스템은 또한 다양한 입력 디바이스 및/또는 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서는 범용 디바이스, 예를 들어 Intel®, AMD®, 또는 다른 "상용(off-the-shelf)" 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 ASIC, SoC, SiP, FPGA, PAL, PLA, FPLA, PLD, 또는 다른 맞춤형 또는 프로그래밍가능 디바이스와 같은 전용 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있다. 메모리는 정적 RAM, 동적 RAM, 플래시 메모리, 하나 이상의 플립-플롭(flip-flop), ROM, CD-ROM, 디스크, 테이프, 또는 자기, 광학, 또는 다른 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 입력 디바이스(들)는 키보드, 마우스, 터치 스크린, 라이트 펜, 태블릿, 마이크, 센서, 또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어가 수반된 다른 하드웨어를 포함할 수 있다. 출력 디바이스(들)는 모니터 또는 다른 디스플레이, 프린터, 스피치 또는 텍스트 합성기, 스위치, 신호 라인, 또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어가 수반된 다른 하드웨어를 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템은 플로피 드라이브, 테이프 드라이브, 광학 드라이브, 광자기 드라이브, 또는 저장 매체를 판독하기 위한 다른 수단을 사용하는 것이 가능할 수 있다. 적합한 저장 매체는 특정 물리적 구성을 갖는 자기, 광학, 또는 다른 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스를 포함한다. 적합한 저장 디바이스는 플로피 디스크, 하드 디스크, 테이프, CD-ROM, DVD, PROM, RAM, 플래시 메모리, 및 다른 컴퓨터 시스템 저장 디바이스를 포함한다. 물리적 구성은 컴퓨터 시스템이 본 명세서에 기술된 바와 같은 특정의 미리정의된 방식으로 동작하게 하는 데이터 및 명령어들을 나타낸다.
본 발명을 구현하는 데 도움이 되는 적합한 소프트웨어는, 여기에 제시된 교시 내용 및 자바, 파스칼, C++, C, PHP,.Net, 데이터베이스 언어, API, SDK, 어셈블리, 펌웨어, 마이크로코드, 및/또는 다른 언어 및 툴과 같은 프로그래밍 언어 및 툴을 이용하여 당업자에 의해 쉽게 제공된다. 적합한 신호 포맷은, 에러 검출 및/또는 교정 비트, 패킷 헤더, 특정 포맷의 네트워크 어드레스, 및/또는 당업자에 의해 용이하게 제공되는 다른 지원 데이터와 함께 또는 이들 없이, 아날로그 또는 디지털 형태로 구현될 수 있다.
소정 실시 형태의 태양이 소프트웨어 모듈 또는 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 소프트웨어 모듈 또는 컴포넌트는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 또는 그 상에 위치된 임의의 유형의 컴퓨터 명령어 또는 컴퓨터 실행가능 코드를 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈은, 예를 들어, 하나 이상의 태스크를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형들을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트, 데이터 구조 등으로서 편성될 수 있는 컴퓨터 명령어의 하나 이상의 물리적 또는 논리적 블록을 포함할 수 있다. 특정 소프트웨어 모듈은 모듈의 설명된 기능을 함께 구현하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 상이한 위치들에 저장된 이종의 명령어를 포함할 수 있다. 실제로, 모듈은 단일 명령어 또는 다수의 명령어를 포함할 수 있고, 여러 상이한 코드 세그먼트들에 걸쳐, 상이한 프로그램들 사이에, 그리고 여러 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 걸쳐 분산될 수 있다.
일부 실시 형태는 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 프로세싱 디바이스에 의해 태스크가 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 소프트웨어 모듈들은 로컬 및/또는 원격 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 위치될 수 있다. 또한, 데이터베이스 레코드에 묶여 있거나 함께 렌더링되는 데이터는 동일한 컴퓨터 판독가능 저장 매체에, 또는 여러 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 걸쳐 상주할 수 있으며, 네트워크에 걸쳐 데이터베이스 내의 레코드의 필드들에서 함께 링크될 수 있다. 일 실시 형태에 따르면, 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)은 사용자가 하나 이상의 데이터베이스와 상호작용하게 하고 데이터베이스에 포함된 데이터에 대한 액세스를 제공한다.
폭약 전달 시스템의 일부 실시 형태에서, 시스템은 에너지 조절제, 예컨대, 밀도 감소제를 저장하도록 구성된 제1 저장소를 포함한다. 시스템은 또한, 에멀젼 매트릭스와 같은 에너지 물질을 저장하도록 구성된 제2 저장소, 및 에너지 물질과 에너지 조절제를 에멀젼 폭약과 같은 폭약으로 배합하도록 구성된 혼합기를 포함할 수 있다. 혼합기는 제1 저장소 및 제2 저장소에 작동가능하게 연결될 수 있다. 전달 도관과 같은 전달 디바이스는 혼합기, 제1 저장소, 및 제2 저장소에 작동가능하게 연결될 수 있고, 폭약을 발파공 내로 이송하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 폭약 전달 시스템은 발파공의 치수들을 수신하기 위한 프로세서 회로부를 포함할 수 있다. 프로세서 회로부는, 발파공의 길이를 따라서 경도와 같은 지질학적 특성들을 표현하는 경도 값들을 포함할 수 있는 지질학적 프로파일 내에서 변화점들을 결정할 수 있다. 프로세서 회로부는 발파공을 변화점들에 의해 분리되는 그룹들로 세그먼트화할 수 있다. 추가적으로, 프로세서 회로부는 각각의 그룹에 대한 대표적인 경도 값을 결정할 수 있다. 추가적으로, 프로세서 회로부는 대표적인 경도 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정할 수 있고, 그에 의해 발파공의 길이를 따라서 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 폭발 에너지 프로파일을 생성할 수 있다. 시스템은 목표 폭발 에너지 프로파일에 따라 필요한 대로 폭약의 에너지를 가변시키도록 밀도 감소제와 같은 에너지 조절제의 혼합기로의 유량을 제어할 수 있다.
폭약을 전달하는 방법의 일부 실시 형태에서, 본 방법은 발파공의 치수들을 수신하는 단계를 포함한다. 본 방법은, 발파공의 길이를 따라서 지질학적 경도 특성들을 표현하는 경도 값들과 같은 지질학적 데이터를 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 본 방법은 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 발파공을 세그먼트화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 각각의 그룹에 대한 대표적인 경도 값을 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 대표적인 경도 값에 기초하여 하나 이상의 그룹의 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도 값과 같은 목표 폭발 에너지 값을 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 에너지 물질(예컨대, 에멀젼 매트릭스)과 에너지 조절제(예컨대, 밀도 감소제)를 폭약으로 혼합하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지를 달성하기 위해 에너지 조절제의 유량을 제어하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
발파공에 대한 에멀젼 폭약 밀도 프로파일을 결정하는 방법이 또한 본 명세서에 개시된다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은, 발파공의 길이를 따라서 경도 특성들을 표현하는 경도 값들과 같은 지질학적 데이터를 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하는 단계를 포함한다. 본 방법은 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 발파공을 세스먼트화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 각각의 그룹 내의 대표적인 경도 값을 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 각각의 그룹에 대한 대표적인 경도 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도를 결정하고, 그에 의해 발파공의 길이를 따라서 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하는 목표 밀도 프로파일을 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 또한 본 명세서에 개시된다. 일부 실시 형태에서, 매체는, 하나 이상의 프로세서에 의한 명령어들의 실행 시, 폭약 전달 시스템이 발파공의 치수들을 수신하게 하고 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하게 하는 명령어들을 포함하는데, 지질학적 프로파일은 발파공의 길이를 따라서 경도 특성들을 표현하는 경도 값들과 같은 지질학적 데이터를 포함한다. 매체는 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 발파공을 세그먼트화하기 위한 명령어들을 추가로 포함할 수 있다. 매체는 각각의 그룹 내의 대표적인 경도 값을 식별하기 위한 명령어들을 추가로 포함할 수 있다. 매체는 대표적인 경도 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 또는 목표 에멀젼 밀도를 결정하고, 그에 의해 발파공의 길이를 따라 목표 값들을 포함하는 목표 에멀젼 밀도 프로파일 또는 목표 폭발 에너지 프로파일을 생성하기 위한 명령어들을 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서의 많은 개시 내용은 에멀젼 매트릭스가 에너지 물질이고 밀도 감소제가 에너지 조절제인 에멀젼 폭약에 특정적이다. 에멀젼 폭약에 관한 본 명세서의 개시 내용은 다른 폭약에 적용가능하다. 마찬가지로, 폭약에 관한 본 명세서의 개시 내용은 대체적으로 에멀젼 폭약에 적용가능하다. 에멀젼 폭약은 본 발명에 의해 고려되는 폭약의 일례이다. 폭약의 다른 예에는 ANFO, 중질 ANFO, 및 에멀젼 폭약과의 ANFO 또는 질산암모늄 프릴(AN prill) 블렌드가 있다. 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 다양한 폭약에 적용가능하다. 예를 들어, 에너지 물질은 ANFO일 수 있고, 에너지 조절제는 ANFO가 발파공 내로 오거링됨에 따라 다양한 양으로 ANFO와 혼합될 수 있어서, 그에 의해 목표 폭발 에너지 프로파일에 따라 발파공의 특정 깊이에서 ANFO의 에너지 레벨을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 다른 예에서, ANFO 또는 AN 프릴은 에너지 조절제일 수 있고, 에멀젼 폭약은 에너지 물질일 수 있다. 본 예에서, 에멀젼 폭약은 일정하거나 가변하는 밀도일 수 있다. ANFO 또는 AN 프릴은 그가 발파공 내로 오거링되거나 펌핑됨에 따라 다양한 양으로 에멀젼 폭약과 혼합될 수 있어서, 그에 의해 목표 폭발 에너지 프로파일에 따라 발파공의 특정 깊이에서 폭약 블렌드의 에너지 레벨을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 본 발명의 이익을 갖는 당업자는 다양한 에너지 물질들 및 에너지 조절제가 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법과 함께 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 일정 발파 패턴 내의 발파공 또는 다양한 발파공 그룹들 내의 다양한 세그먼트들에 대한 에멀젼 폭약의 밀도를 자동으로 조정하기 위한 폭약 전달 시스템(100)이 구비된 트럭(102)의 일 실시 형태의 측면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 폭약 전달 시스템(100)은 트럭(102)에 장착된 제1 저장소(10), 제2 저장소(20), 및 혼합기(40)를 포함할 수 있다.
제1 저장소(10) 및 제2 저장소(20)의 내용물들을 혼합함으로써 에멀젼 폭약이 형성될 수 있다. 제1 저장소(10)는 밀도 감소제를 저장할 수 있다. 제2 저장소(20)는 에멀젼 매트릭스를 저장한다. 혼합기(40)는 제1 저장소(10) 및 제2 저장소(20)에 작동가능하게 연결된다. 혼합기(40)는 밀도 감소제와 에멀젼 매트릭스를 에멀젼 폭약으로 배합한다. 일부 실시 형태에서, 밀도 감소제는 화학 가스 발생제를 포함한다.
혼합기(40)는 밀도 감소제와 에멀젼 매트릭스를 하나 이상의 장소에서 배합할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 혼합기(40)는 밀도 감소제와 에멀젼 매트릭스를 트럭(102) 상에서, 전달 도관(80) 내에서, 그리고/또는 발파공(104) 내에서 배합할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 전달 도관(80)은 제1 저장소(10) 및 제2 저장소(20)에 간접적으로 연결된다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 혼합기(40)는 전달 도관(80), 제1 저장소(10), 및 제2 저장소(20)에 연결될 수 있다. 이러한 배열에서, 혼합기(40)는 트럭(102) 상에서 에멀젼 폭약(85)을 생성할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 전달 도관(80)은 혼합기가 노즐(90) 내에 위치될 때 혼합기의 입구의 근위에서 에멀젼 매트릭스에 밀도 감소제를 도입하도록 구성된다.
일부 실시 형태에서, 혼합기(40)는 발파공(104) 내에서 에멀젼 폭약(85)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 혼합기는 전달 도관(80)의 출구의 근위에서 노즐(90) 내에 위치될 수 있고, 혼합기(40)는 존재하지 않을 수도 있다. 그러한 실시 형태에서, 전달 도관(80)은 에멀젼 매트릭스를 이송하기 위한 하나의 튜브 및 에멀젼 매트릭스와 배합될 밀도 감소제를 노즐(90)로 이송하기 위한 별개의 튜브를 포함할 수 있다. 밀도 감소제와 에멀젼 매트릭스를 혼합하는 데 노즐(90)이 사용되는 실시 형태에서, 발파공(104) 내로 이송되는 에멀젼 폭약(85)의 밀도는 정밀하게 신속히 변화될 수 있다.
노즐(90)은 전달 도관(80)의 단부에 연결된다. 전달 도관(80)은 혼합기(40)에 작동가능하게 연결된다. 전달 도관(80) 및 노즐(90)은 에멀젼 폭약(85)을 발파공(104) 내로 이송하도록 구성된다. 트럭(102)은 수직 발파공(104) 근처에 위치된다. 전달 도관(80)은 호스 릴(hose reel)(92)로부터 권취해제되고 수직 발파공(104) 내로 삽입된다.
일부 실시 형태에서, 폭약 전달 시스템(100)은 상이한 지질학적 경도 특성들을 갖는 발파공(104) 내의 세그먼트들(112, 114)을 결정하기 위한 프로세서 회로부(110)를 포함한다. 프로세서 회로부(110)는 또한, 각각의 세그먼트에 대한 지질학적 경도 특성들에 기초하여 목표 에멀젼 밀도를 달성하기 위해 제1 저장소(10) 내의 밀도 감소제의 유량을 제어할 수 있다. 따라서, 폭약 전달 시스템(100)은 발파공(104) 내의 세그먼트들(112, 114)에 대해 에멀젼 폭약의 밀도를 자동으로 조정할 수 있다. 세그먼트들(112, 114)을 구별하고 각각의 세그먼트(112, 114) 내의 에멀젼 폭약(85)의 밀도를 조정함으로써, 발파가 특정 발파공의 지질학적 특성들에 맞추어질 수 있고, 그에 의해 굴착 속도(dig rate) 및 분쇄물 생산성(mill productivity)이 증가될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 프로세서 회로부(110)는 제1 밀도의 제1 에멀젼 폭약 그룹이 발파공(104)에 전달되었고 제2 밀도의 제2 에멀젼 폭약 그룹이 발파공(104)에 전달되어야 한다는 것을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서 회로부(110)는 발파공(104)의 특정 길이 또는 깊이를 채우기에 충분한 부피의 폭약이 달성되었다고 결정할 수 있다. 이어서, 프로세서 회로부(110)는 전달 도관(80)에 의해 전달되는 에멀젼 폭약(85)이 제2 에멀젼 폭약 그룹과 연관된 목표 에멀젼 밀도를 갖도록 밀도 감소제의 유량을 변경할 수 있다.
예를 들어, 프로세서 회로부(110)는 에멀젼 매트릭스의 전달 속도를 모니터링하여, 발파공(104)의 치수들 및 가스발생으로 인한 에멀젼 매트릭스의 팽창(즉, 에멀젼 폭약의 형성)에 기초하여, 발파공(104)의 현재 그룹이 충전되는 것으로 결정할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 전달 도관(80)의 깊이는 호스 릴(92) 상의 전달 도관(80)의 양에 기초할 수 있다.
프로세서 회로부(110)가 제2 밀도의 제2 에멀젼 폭약 그룹이 발파공(104)에 전달되어야 한다는 것을 결정한 경우, 프로세서 회로부(110)는 전달 도관(80)에 의해 전달되는 에멀젼 폭약(85)이 제2 에멀젼 폭약 그룹과 연관된 목표 에멀젼 밀도를 갖도록 밀도 감소제의 유량을 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서 회로부(110)는 밀도 감소제의 양을 증가시키기 위한 또는 에멀젼 폭약(85)의 밀도를 감소시키기 위한 신호를 혼합기(40)에 전송할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 폭약 전달 시스템(100)은 메모리 저장 디바이스(120)를 포함할 수 있다. 메모리 저장 디바이스(120)는 복수의 경도 값들에 대한 목표 에멀젼 밀도들을 포함하는 테이블을 저장할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도를 결정하기 위하여, 프로세서 회로부(110)는 테이블에 액세스하여 각각의 그룹에 대해 식별된 대표적인 경도 값에 기초하여 목표 에멀젼 밀도를 찾아낼 수 있다.
프로세서 회로부(110)는 지질학적 프로파일을 포함하는 발파공들 각각에 관한 더 상세한 정보를 수신할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 프로세서 회로부(110)는 하나 이상의 유형의 지질학적 데이터에 기초하여 지질학적 프로파일을 생성한다. 지질학적 데이터의 비제한적인 예는 광물학(mineralogy)(원소 및/또는 미네랄), 암석학적 구조(1차, 2차, 및/또는 텍스처), 다공도, 경도, 암석 강도, 및 밀도를 포함한다. "텍스처"는 암석 또는 다른 재료를 형성하는 상호결합 광물 결정의 크기, 형상, 및 배열을 지칭한다. 지질학적 데이터는 취약성(friability) 및 파쇄성(fragmentability)과 같은 추가 지질학적 특성들을 결정하는 데 사용될 수 있다. 지질학적 데이터는 지진 데이터, 드릴링 데이터, 드릴 커팅들, 코어 샘플들, 또는 이들의 조합과 같은 소스들로부터 직접적으로 또는 간접적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 드릴 커팅들 및/또는 코어 샘플들은 x-선 또는 감마-선 형광법, 주사 전자 현미경법, 및 다른 분광 및/또는 현미경 기법들을 사용하여 분석될 수 있다. 지질학적 데이터는 증분식(incremental basis)으로, 예컨대 피트 단위(per foot basis)로 정보를 포함할 수 있다.
드릴링 데이터의 경우에, 프로세서 회로부(110)는 드릴링 데이터, 발파공(104)의 직경, 및 발파공(104)의 길이를 수신할 수 있다. 드릴링 데이터는 증분식으로, 예컨대 피트 단위로 정보를 포함할 수 있다. 드릴링 데이터는 드릴 비트 크기, 드릴 비트 회전 속도, 드릴 비트 토크, 관통 속도, 비트 진동, 풀다운 압력(pull down pressure), 베일링(bailing) 공기 압력, 구멍 위치, 구멍 번호, 및 구멍 길이 또는 깊이와 같은 정보를 포함할 수 있다. 드릴링 데이터는 발파공의 길이를 따른 지질학적 특성들과 상관될 수 있다. 따라서, 드릴링 데이터는 발파공의 길이를 따른 경도 값들(즉, 경도 프로파일)을 생성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로세서 회로부(110)는 드릴링 데이터를 수신하여 경도 프로파일을 생성할 수 있거나, 또는 드릴링 데이터로부터 경도 프로파일을 생성한 다른 시스템으로부터 경도 프로파일을 수신할 수 있다. 프로세서 회로부(110)는 드릴링 데이터를 하나 이상의 드릴 리그(drill rig)로부터 직접 또는 드릴링 데이터를 수신한 별개의 소스로부터 수신할 수 있다. 프로세서 회로부는 또한, 드릴링 데이터를 수신하는 대신, 발파공의 경도 프로파일 및 치수들을 수신할 수 있다.
지진 데이터의 경우, 프로세서 회로부(110)는 하나 이상의 수진기(geophone) 또는 다른 지진 센서로부터 데이터를 수신할 수 있다. 수진기는 드릴링 동안 그리고/또는 시험 장전(test charge)들로부터 진동을 기록할 수 있다. 프로세서 회로부(110)는 소스(예컨대, 드릴링 또는 시험 장전)에서의 지진 진동과 하나 이상의 수진기에서의 지진 진동을 비교할 수 있다. 적어도 지진 진동의 지연, 주파수, 및 진폭에 기초하여, 프로세서 회로부(110)는 지질학적 특성들(예컨대, 파쇄, 복합 밀도, 조성, 암석 임피던스, 경도 값, 영률(Young's modulus), 전단 변형률, 또는 다른 그러한 특성들)을 결정할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 프로세서 회로부(110)는 발파공들의 하나 이상의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지를 포함하는 에너지 프로파일, 및 에너지 프로파일에 따라 폭약을 전달하기 위한 트럭(102)에 대한 프로세서를 결정할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 프로세서 회로부(110)는 복수의 발파공들의 위치 데이터를 포함하는 발파 패턴 및 복수의 발파공들과 연관된 지질학적 값들을 수신한다. 지질학적 값들은 복수의 발파공들의 지질학적 특성들을 표현한다. 일부 실시 형태에서, 지질학적 값들은 복수의 발파공들 각각에 대한 평균 지질학적 값을 포함한다. 예를 들어, 지질학적 값들이 경도 값들을 포함할 때, 경도 값은 복수의 발파공들 각각에 대한 평균 경도 값일 수 있다.
프로세싱 회로부(110)는 발파 패턴의 거리를 따라서 지질학적 값들의 임의의 변화점들을 결정할 수 있다. 프로세서 회로부가 지질학적 값들의 임의의 변화점들을 결정하기 위한 것인 발파 패턴의 거리는 적재 방향(burden direction)으로의 구멍들의 행(row) 또는 라인일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 변화점들은 발파 패턴의 이격 방향 및 적재 방향 둘 모두에서 결정될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 변화점들은 행 단위로 결정될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 앵커(anchor) 발파공이 시작 위치로서 사용될 수 있고, 변화점들은 복수의 각도로 발파 평면(blast plan) 내의 일정 라인을 가로질러 결정된다.
일부 실시 형태에서, 프로세싱 회로부(110)는, (일례로서) 재료 유형, 평균 경도 및 구멍 직경이 각각의 구멍에 대한 로딩 프로파일을 제공하는 데 사용될 수 있는 룩업 테이블(lookup table)을 사용함으로써 세그먼트 변화들을 결정할 수 있다. 로딩 프로파일은 구멍 단위로 적용될 수 있다.
프로세싱 회로부(110)는 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 발파공들의 하나 이상의 그룹으로 발파 패턴을 세그먼트화할 수 있다. 추가적으로, 프로세싱 회로부(110)는 발파공들의 그룹 각각에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 발파공들의 그룹 각각에 대한 목표 폭발 에너지를 결정하여, 그에 의해 복수의 발파공들의 각각의 발파공에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 에너지 프로파일을 생성할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이용가능한 양의 폭약 재료가 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지를 결정하는 데 사용된다. 프로세싱 회로부(110)는 목표 에너지 프로파일에 따라 목표 폭발 에너지 값을 갖는 폭약을, 전달 디바이스를 통해, 발파공(104)으로 전달하기 위해 혼합기로의 에너지 조절제의 유량을 제어할 수 있다.
대안적으로, 프로세서 회로부(110)는 다른 방법들에 기초하여 세그먼트 변화들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3개의 세그먼트들이 요구되는 경우, 발파공들은 낮은 경도 카테고리, 중간 경도 카테고리, 및 높은 경도 카테고리로 수치적으로 분리될 수 있다. 그러한 예에서, 낮은 경도 카테고리인 제1 세그먼트 내의 발파공들은 ANFO와 벌킹제(bulking agent)로 충전되어, ANFO의 에너지를 감소시킬 수 있다. 중간 경도 카테고리인 제2 세그먼트 내의 발파공들은 ANFO로 충전될 수 있다. 높은 경도 카테고리인 제3 세그먼트 내의 발파공들은 중질 ANFO로 충전될 수 있다.
도 2a는 폭약을 전달하는 방법(250)의 일 실시 형태의 흐름도를 예시한다. 도 2a를 참조하여 기술된 방법(250)은 도 1의 프로세서 회로부(110)와 같은 프로세서 회로부에 의해 실행될 수 있다.
본 실시 형태에서, 방법(250)은 지질학적 프로파일을 수신하는 단계(252)를 포함한다. 지질학적 프로파일은 발파 평면 내의 복수의 발파공들의 하나 이상의 지질학적 특성을 표현하는 지질학적 값들을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은 지질학적 경도 특성들, 발파공의 직경, 및 발파공의 길이를 포함하는 드릴링 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 이러한 정보는 드릴링 작업 동안 수신된 데이터에 의해 직접적으로 제공될 수 있거나, 또는 조작자에 의해 입력될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은 지진 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 방법(250)은 드릴링 데이터 및/또는 지진 데이터에 기초하여 경도 프로파일을 생성하는 단계를 포함한다.
방법(250)은, 때때로 지질학적 프로파일 내의 변곡점들로도 또한 지칭되는 임의의 변화점들을 결정하는 단계(254)를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은 발파 평면 내의 복수의 발파공들의 좌표들을 가로지르는 변화점들을 결정한다(254)(예컨대, 도 13 및 도 14). 일부 실시 형태에서, 본 방법은 발파공 내에서의 변화점들을 결정한다(254)(예컨대, 도 2b).
일 실시 형태가 지질학적 프로파일 내에서 변화점들을 어떻게 찾는지의 예시에 대해 도 3을 참조한다. 일부 지질학적 프로파일들에서는, 변화점들이 없다. 이는 전체 발파 평면에 사용되는 단일 목표 에멀젼 밀도를 가져온다. 다른 지질학적 프로파일들에서는, 하나 이상의 상이한 목표 에멀젼 밀도들을 갖는 다수의 그룹들을 야기하는 다수의 변화점들과 같은 하나 이상의 변화점이 존재한다. 예를 들어, 변화점들은 누적 합산 기법과 같은 순차 분석 기법, 또는 데이터 시리즈에서의 모멘텀(momentum)의 변화의 신뢰도 레벨을 결정하는 다른 기법들을 사용하여 결정될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 에멀젼 밀도는 발파공 내에서 가변될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 일정 발파 패턴의 발파공들에 대한 원하는 프로파일을 미리선택할 수 있다. 프로파일은 각각의 발파공에 대해 고유할 수 있거나, 모든 발파공들, 또는 발파공들의 그룹에 적용될 수 있다. 따라서, 각각의 구멍 내의 에너지 분포는 미리선택된 프로파일에 기초하여 가변될 수 있다.
발파공에서 폭약의 폭발 에너지를 가변시키는 개시된 방법은 증감된 생성물의 임의의 수의 원하는 폭발 에너지 프로파일들을 구현하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 발파공의 상부에서 더 낮은 밀도 폭약을 그리고 발파공의 하부에서 더 높은 밀도 폭약을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 발파공의 에너지 분포는 대략 피라미드형일 수 있다. 다른 예에서, 에너지 프로파일은 발파공의 상부에서 더 높은 밀도 폭약을 가질 수 있다. 발파공의 생성된 에너지 분포는 반전된 피라미드형일 수 있다. 또 다른 예에서, 발파공의 중간 섹션 근처의 폭약은 상부 또는 하부보다 더 높은 밀도를 가져서, 볼록한 형상의 에너지 분포를 가져올 수 있다.
방법(250)은 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 지질학적 프로파일을 세그먼트화하는 단계(256)를 추가로 포함한다. 그룹들은 발파 평면의 좌표들을 가로지르는 발파공 및/또는 발파공들의 그룹 내의 수직 세그먼트들일 수 있다. 방법(250)은 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값을 결정하는 단계(258)를 추가로 포함한다. 대표적인 지질학적 값은 특정 그룹에 대한 확률 분포, 평균 지질학적 값, 최대 지질학적 값, 또는 최소 지질학적 값에 의해 정의될 수 있다. 확률 분포의 예들은 특정 그룹에 대한 지질학적 값들의 평균, 중위값, 또는 최빈값(mode)을 포함한다.
방법(250)은 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대해 목표 에멀젼 밀도와 같은 목표 폭발 에너지 값을 결정하여, 그에 의해 각각의 세그먼트에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 폭발 에너지 프로파일을 생성하는 단계(260)를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하는 단계는 테이블에 액세스하여 각각의 그룹과 연관된 대표적인 지질학적 값에 기초하여 목표 폭발 에너지 값을 찾아내는 단계를 포함한다. 테이블은 복수의 지질학적 값들에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함할 수 있다.
목표 폭발 에너지 값들은 이전의 경험에 기초한 알고리즘, 또는 이들의 조합으로부터 찾아질 수 있다. 예를 들어, 드릴링 데이터 및/또는 지진 데이터로부터 경도 프로파일을 생성하기 위해 알고리즘이 사용되는 실시 형태에서, 생성된 경도 값들은 절대 값들이 아닌 상대 값들일 수 있다. 상대 값들이 생성되면, 발파 현장에서 일 회 이상의 시험 장전을 수행하고 시험 발파공들 내의 특정 경도 값들에서의 상이한 목표 폭발 에너지 값들의 성능을 비교하는 것이 유익할 수 있다. 예를 들어, 그러한 방식으로, 특정 경도 값들과 상관되는 목표 에멀젼 밀도들이 미세조정될 수 있다. 또는 달리 말하면, 경도 프로파일을 생성하는 데 사용되는 알고리즘의 출력은 하나 이상의 시험 발파에 의해 미세조정될 수 있다. 따라서, 목표 에멀젼 밀도들은 발파공의 길이를 따라서 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하는 목표 밀도 프로파일을 생성한다. 목표 밀도 프로파일과 같은 목표 에너지 프로파일은 스테밍 길이, 에어 데킹(air decking) 위치 및 길이, 에멀젼 폭약이 없는 다른 영역들, 또는 이들의 조합에 의해 변경될 수 있다.
시험 발파들 및/또는 이전의 발파들은 원하는 파쇄물 크기를 획득하기 위해 목표 에너지 프로파일을 미세조정하는 데 사용될 수 있다. 시험 발파들 및/또는 이전의 발파들로부터의 피드백은 분쇄물 분석, 발파석(muck pile) 분석, 또는 컨베이어 분석으로부터의 파쇄물 크기 데이터를 포함할 수 있다. 방법(250)은 피드백에 기초하여 향후의 발파를 최적화하기 위해 경도 값들과 연관된 에멀젼 밀도들을 변화시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 향후의 발파는 피드백에 기초하여 최적화된 파쇄물 크기를 가질 수 있다. 향후의 파쇄물 크기를 최적화하는 것은 파쇄물들이 목표의 또는 원하는 크기에 더 가깝도록 파쇄물 크기를 변경시키기 위해 목표 에너지 프로파일을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 시스템이 목표 폭발 값들을 결정하기 위해 사용하는 룩업 테이블의 값들을 변경할 수 있다. 예를 들어, 테이블이 복수의 지질학적 값들에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 경우, 시스템은 피드백을 사용하여 목표 폭발 에너지 값들, 복수의 지질학적 값들, 또는 둘 모두를 변경할 수 있다. 예를 들어, 지질학적 값들 및/또는 지질학적 프로파일을 생성하는 데 사용되는 알고리즘의 출력들은 원하는 파쇄물 크기를 달성하도록 미세조정될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 방법(250)은 피드백에 기초하여 일정 그룹에 대한 지질학적 값들을 변경할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 방법(250)은 피드백에 기초한 세그먼트화를 변경할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 방법(250)은 룩업 테이블, 일정 그룹에 대한 지질학적 값들, 및 피드백에 기초한 세그먼트화 중 하나 이상을 변경할 수 있다.
방법(250)은 충전되는 발파공에 대한 목표 폭발 에너지 값을 달성하도록 혼합기로의 에너지 조절제의 유량을 제어하는 단계(264)를 추가로 포함할 수 있다.
방법(250)은 조작자가 발파공 내에 존재하는 임의의 물의 깊이를 확인하거나 입력하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도가 이미 1 g/㎠을 초과한 것이 아니라면, 물과 접촉하는 폭약에 대한 목표 에멀젼 밀도는 1 g/㎠ 초과로 자동으로 증가될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 방법(250)의 단계들의 일부분만이 수행될 수 있다. 예를 들어, 지질학적 프로파일이 수신되기보다는 생성되는 경우, 단계(252)는 수행되지 않을 수 있다. 또 다른 예에서는, 일부 실시 형태에서, 단계들(254 내지 260)만이 수행될 수 있다. 추가적으로, 일부 실시 형태에서, 방법(250)의 단계들 중 일부는 단일 단계로 함께 조합될 수 있다.
도 2b는 발파공 내에서 가변하는 목표 폭발 에너지로 폭약을 전달하는 방법(200)의 일 실시 형태의 흐름도를 도시한다. 방법(200)은 발파공을 세그먼트화할 수 있고 발파공의 각각의 섹션에 대해 목표 에멀젼 밀도를 결정할 수 있다. 도 2b를 참조하여 기술된 방법(200)은 도 1의 프로세서 회로부(110)와 같은 프로세서 회로부에 의해 실행될 수 있다.
본 실시 형태에서, 방법(200)은 발파공의 지질학적 프로파일 및 치수들을 수신하는 단계(202)를 포함한다. 지질학적 프로파일은 발파공의 깊이를 따라서 하나 이상의 지질학적 특성을 표현하는 경도 값들 또는 다른 지질학적 값들을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은 지질학적 경도 특성들, 발파공의 직경, 및 발파공의 길이를 포함하는 드릴링 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 이러한 정보는 드릴링 작업 동안 수신된 데이터에 의해 직접적으로 제공될 수 있거나, 또는 조작자에 의해 입력될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 방법(200)은 지진 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 방법(200)은 드릴링 데이터 및/또는 지진 데이터에 기초하여 경도 프로파일을 생성하는 단계를 포함한다.
방법(200)은, 때때로 지질학적 프로파일 내의 변곡점들로도 또한 지칭되는 임의의 변화점들을 결정하는 단계(204)를 추가로 포함한다. 일 실시 형태가 지질학적 프로파일 내에서 변화점들을 어떻게 찾는지의 예시에 대해 도 3을 참조한다. 일부 지질학적 프로파일들에서는, 변화점들이 없다. 이는 전체 발파공에 사용되는 단일 목표 에멀젼 밀도를 가져온다. 다른 지질학적 프로파일들에서는, 하나 이상의 상이한 목표 에멀젼 밀도들을 갖는 다수의 그룹들을 생성하는 다수의 변화점들과 같은 하나 이상의 변화점이 존재한다. 예를 들어, 변화점들은 누적 합산 기법과 같은 순차 분석 기법, 또는 데이터 시리즈에서의 모멘텀의 변화의 신뢰도 레벨을 결정하는 다른 기법들을 사용하여 결정될 수 있다.
방법(200)은 변화점들에 의해 분리되는 그룹들로 발파공을 세그먼트화하는 단계(206)를 추가로 포함한다. 세그먼트들의 개수는 발파공 및/또는 폭약 전달 시스템의 물리적 파라미터에 의해 제한될 수 있다. 예를 들어, 지원된 세그먼트들의 최대 개수는 발파공의 파라미터들, 전달 시스템 장비의 유량, 및/또는 전달 시스템 장비를 위한 제어 시스템의 제한 또는 응답성에 기초할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 전달 시스템 장비를 위한 제어 시스템은, 예를 들어 (발파공 내의 4개, 6개, 또는 8개의 세그먼트와 동일한) 4번, 6번, 또는 8번의 밀도 변화들과 같은 소정 횟수의 밀도 변화들만을 허용할 수 있다. 발파공의 파라미터들은 스테밍 깊이, 발파공 길이, 및 발파공 직경을 포함할 수 있다. 방법(200)은 전달 시스템 장비, 제어 시스템, 또는 둘 모두에 의해 달성가능한 밀도 변화들의 최대 수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(200)은 스테밍, 에어 데킹, 에멀젼 폭약이 없는 다른 영역들, 또는 이들의 조합에 의해 점유되는 세그먼트들 또는 세그먼트들의 부분들을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조작자는 스테밍 길이 및 임의의 에어 데킹 위치 및 길이를 사용자 인터페이스에 입력하는 것이 가능할 수 있고, 프로세서 회로부는 그에 따라 세그먼트들을 변경할 수 있다. 프로세서 회로부는 또한 그러한 정보를 다른 방식으로 수신할 수 있다.
방법(200)은 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값을 결정하는 단계(208)를 추가로 포함한다. 대표적인 지질학적 값은 특정 그룹에 대한 확률 분포, 최대 지질학적 값, 또는 최소 지질학적 값에 의해 정의될 수 있다. 확률 분포의 예들은 특정 그룹에 대한 지질학적 값들의 평균, 중위값, 또는 최빈값을 포함한다.
방법(200)은 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대해 목표 에멀젼 밀도와 같은 목표 폭발 에너지 값을 결정하는 단계(210)를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하는 단계는 테이블에 액세스하여 각각의 그룹과 연관된 대표적인 지질학적 값에 기초하여 목표 폭발 에너지 값을 찾아내는 단계를 포함한다. 테이블은 복수의 지질학적 값들에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함할 수 있다. 목표 폭발 에너지 값들은 이전의 경험에 기초한 알고리즘, 또는 이들의 조합으로부터 찾아질 수 있다. 예를 들어, 드릴링 데이터 및/또는 지진 데이터로부터 지질학적 프로파일을 생성하기 위해 알고리즘이 사용되는 실시 형태에서, 생성된 지질학적 값들은 절대 값들이 아닌 상대 값들일 수 있다. 상대 값들이 생성되면, 발파 현장에서 일 회 이상의 시험 장전을 수행하고 시험 발파공들 내의 특정 지질학적 값들에서의 상이한 목표 폭발 에너지 값들의 성능을 비교하는 것이 유익할 수 있다. 예를 들어, 그러한 방식으로, 특정 지질학적 값들과 상관되는 목표 에멀젼 밀도들이 미세조정될 수 있다. 또는 달리 말하면, 지질학적 프로파일을 생성하는 데 사용되는 알고리즘의 출력은 하나 이상의 시험 발파에 의해 미세조정될 수 있다. 따라서, 목표 에멀젼 밀도들은 발파공의 길이를 따라서 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하는 목표 밀도 프로파일을 생성한다. 목표 밀도 프로파일과 같은 목표 에너지 프로파일은 스테밍 길이, 에어 데킹 위치 및 길이, 에멀젼 폭약이 없는 다른 영역들, 또는 이들의 조합에 의해 변경될 수 있다.
방법(200)은 발파공 내의 폭약의 레벨을 모니터링하는 단계(212)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법(200)은 발파공에 전달된 폭약의 부피 및 발파공의 기지의 기하학적 구조에 기초하여 현재 그룹을 결정할 수 있다. 방법(200)은 현재 그룹이 충전되었고 새로운 그룹이 충전되어야 한다는 것을 결정할 수 있다.
방법(200)은 폭약의 레벨에서 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 달성하도록 혼합기로의 에너지 조절제의 유량을 제어하는 단계(214)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 변화점을 지나갈 때, 방법(200)은, 예컨대, 폭약이 에멀젼 폭약을 포함하는 경우에 폭약의 밀도를 조정함으로써, 새로운 그룹과 연관된 목표 폭발 에너지 값으로 폭약을 조정할 수 있다.
추가적으로, 조작자는, 발파공의 실제 길이에 기초하여, 드릴링 동안 기록된 바와 같은 발파공의 길이와 비교하여, 지질학적 프로파일과 연관된 발파공의 길이를 확인 또는 수정할 수 있다. 방법(200)은 지질학적 프로파일과 연관된 발파공 길이와 실제 발파공 길이 사이의 편차를 수용하기 위해 마지막 그룹 또는 첫 번째 그룹의 길이를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
도 3은 발파공의 경도 프로파일에 대해 예시된, 지질학적 프로파일의 변화점들을 결정하는 방법(300)의 일 실시 형태의 흐름도를 예시한다. 도 3을 참조하여 기술된 방법(300)은 도 1의 프로세서 회로부(110)와 같은 프로세서 회로부에 의해 실행될 수 있다. 누적 합산 접근법을 사용하여, 프로세싱 회로부는 경도 프로파일에 대한 반복적인 분석을 수행할 수 있고 각각의 반복에 대한 누적 차이를 랜덤 "노이즈"와 비교할 수 있다. 노이즈 비교에 기초하여, 가능한 변화점들에 대한 신뢰도 레벨을 찾을 수 있다. 프로세스는 임의의 추가 변화점들을 식별하기 위해 경도 값들의 서브세트들에 대해 되풀이하여 반복될 수 있다.
경도 값들은 발파공을 드릴링하는 것으로부터 생성된 데이터와 함께 포함될 수 있거나, 드릴링 데이터로부터 생성될 수 있거나, 지진 데이터로부터 생성될 수 있거나, 프로세서 회로부(110)에 의해 독립적으로 수신될 수 있다.
방법(300)은 발파공에 대한 실제 경도 값들과 경도 값들의 평균 사이의 누적 차이를 계산하는 단계(302)를 포함할 수 있다. 경도 프로파일은 증분식으로, 예컨대 피트 단위로 경도 값들을 포함할 수 있다. 증분식이 일관될 때, 각각의 증분은 누적 합산을 목적으로 세그먼트로서 처리될 수 있다. 누적 차이(S x )는 하기 식 1과 같이 이전의 세그먼트들의 누적 차이(S x-1 )와, 현재 세그먼트 경도(H 1 )와 경도 값들의 세트의 평균 경도(m H ) 사이의 차이를 합산함으로써 찾아낼 수 있다:
Figure pct00001
식 1
식 1은 각각의 세그먼트에 순차적으로 적용될 수 있다. 이러한 특정 누적 합산 접근법을 사용하면, 제1 누적 차이(S 0 ) 및 마지막 누적 데이터 점은 항상 0이 될 것이다.
방법(300)은 누적 차이의 제1 피크 값을 추가로 결정할 수 있다(304). (양 또는 음일 수 있는) 피크 값을 결정하는 방법은 각각의 차이의 값을 플롯팅하는 단계를 포함할 수 있다. 플롯팅된 누적 차이에서의 임의의 방향 변화들은 경도 프로파일에서의 변화 또는 잠재적인 변화점을 나타낸다. 데이터 내의 방향의 변화들을 결정하기 위해 다른 수학적 접근법들이 사용될 수 있다.
다음으로, 변화가 통계적으로 유의한지 여부를 결정하기 위해 방향의 변화가 평가될 수 있다. 따라서, 프로세싱 회로부는 가능한 변화점이 단지 노이즈인지 또는 평균적으로 정량화가능한 변화가 실제로 존재하는지를 알기 위해 가능한 변화점을 시험할 수 있다.
방법(300)은 제1 피크 값을 실제 경도 값들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 제1 피크 값이 통계적 노이즈를 초과하는 경우 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계(306)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 방법(300)은 실제 경도 값들을 랜덤화하여 복수의 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들을 생성한다. 이어서, 방법(300)은 복수의 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들의 각각에 대한 누적 차이 및 피크 값을 계산할 수 있다. 방법(300)은 이들 랜덤 피크 값들을 제1 피크 값과 비교하여 제1 피크 값을 초과하는 랜덤 피크 값들의 백분율을 결정할 수 있다.
방법(300)은 제1 피크 값과 통계적 노이즈 사이의 비교를 이용하여 신뢰도 레벨을 결정할 수 있다(308). 신뢰도 레벨은 제1 피크 값이 변화점인지 여부에 대한 통찰(insight)을 제공할 수 있다. 예시된 실시 형태에서, 신뢰도 레벨은 임계 신뢰도 값과 비교된다(310). 본 방법은 제1 피크 값을 초과하는 랜덤 피크 값들의 백분율이 선택된 신뢰도 값보다 작은 경우에 제1 피크 값을 변화점으로서 식별한다(312). 예를 들어, 임계치는 95%로 설정될 수 있고, 제1 피크 값을 초과하는 랜덤 피크 값들의 백분율이 5% 미만인 경우에 그 점은 변화점으로서 식별된다. 임계 신뢰도 값은, 예컨대, 프로세싱 회로부를 통해서, 사용자에 의해 설정될 수 있는 파라미터이다.
방법(300)은 경도 값들의 서브세트에 대해 단계들을 반복할 수 있다. 서브세트는 이전에 식별된 변화점들과 발파공 경계들 사이의 값들을 포함할 수 있다. 따라서, 방법(300)은, 하나 이상의 이전에 결정된 변화점들에 의해 경계지어진 경도 값들의 부분들의 추가 피크 값들을 반복적으로 결정하여 추가 피크 값들 각각을 실제 경도 값들의 관련 부분들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 추가 피크 값들 각각이 통계적 노이즈를 초과하는 경우에 추가 피크 값들 각각을 변화점으로서 식별함으로써 임의의 추가 변화점들을 식별할 수 있다. 반복적 프로세스는 데이터의 그 서브세트에 대한 피크 값들이 더 이상 변화점들을 산출하지 않을 때까지 또는 최대 개수의 세그먼트들에 도달할 때까지 계속될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 변화점이 이미 식별된 변화점에 너무 가까운 경우, 변화점이 충분히 높은 신뢰도 레벨을 갖더라도, 변화점은 폐기될 수 있다. 예를 들어, 이전에 식별되었지만 너무 가까운 변화점이 추후에 식별된 변화점보다 높은 신뢰도 레벨을 가졌다면, 추후에 식별된 변화점은 폐기될 수 있다. 마찬가지로, 추후에 식별되었지만 너무 가까운 변화점이 이전에 식별된 변화점보다 높은 신뢰도 레벨을 가졌다면, 이는 폐기될 수 있다. 변화점들 사이의 최소 거리는 사용자 설정 파라미터일 수 있거나, 프로세스 제어 값들의 변화들(예컨대, 화학 가스 발생제의 유량의 변화들)에 대한 장비 및/또는 제어 시스템의 응답성과 같은 인자들에 기초하여 프로세싱 회로부에 의해 결정될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 프로세싱 회로부는 발파공 내에서 모든 변화점들을 결정하도록 구성될 수 있다. 이용될 수 있는 것보다 더 많은 변화점들이 식별되는 시나리오들에서, 변화점들은 신뢰도 레벨에 의해 순위가 매겨질 수 있고, 가장 높은 신뢰도 레벨을 갖는 변화점들이 활용될 수 있다. 예를 들어, 시스템이 발파공으로 전달될 수 있는 6개의 상이한 세그먼트들로 제한되지만, 5개 초과의 변화점들이 식별되는 경우, 가장 높은 신뢰도 레벨들을 갖는 5개의 변화점들이 활용될 것이다.
일부 상황에서, 어떠한 변화점도 발파공 내에서 식별되지 않을 것이다. 이러한 상황에서, 단일 목표 에멀젼 밀도가 발파공에 대해 사용된다. 다른 상황에서, 다수의 변화점들이 식별될 것이다. 이러한 상황에서, 상이한 목표 에멀젼 밀도들을 갖는 다수의 그룹들이 식별될 것이다.
도 4 내지 도 11은 예시적인 경도 프로파일(400)에 적용된 도 3의 방법(300)의 특정 실시 형태의 결과를 예시한다. 방법(300)은 경도 값들만이 아니라 어떠한 지질학적 값에도 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 1의 프로세서 회로부(110)와 같은 프로세서 회로부는 경도 프로파일(400)을 수신할 수 있고 도 3의 방법(300)을 통해 임의의 변화점들을 식별할 수 있다.
구체적으로, 도 4는 발파공에 대해 플롯팅된 예시적인 경도 프로파일(400)을 예시한다.
도 5a는 랜덤 노이즈(502)와 함께 플롯팅된 경도 프로파일(400)에 대한 누적 차이(500)를 예시한다. 누적 차이(500)의 피크(504)는 발파공 내의 그 점에 변화점이 존재하였다는 것을 나타낸다. 피크(504)가 변화점을 표현하였다는 신뢰도를 제공하기 위해 랜덤 노이즈(502)를 사용하였다.
누적 차이(S x )는 하기 식 1과 같이 이전의 세그먼트들의 누적 차이(S x-1 )와, 현재 세그먼트 경도(H 1 )와 경도 값들의 세트의 평균 경도(m H ) 사이의 차이를 합산함으로써 찾아내었다:
Figure pct00002
식 1
도 4의 예시적인 경도 프로파일(400)에 대한 평균 경도는 425.03이다. 이러한 특정 누적 합산 접근법을 사용하면, 제1 누적 차이(S 0 ) 및 마지막 누적 데이터 점은 0으로 설정되었다. 도 4의 경도 프로파일(400)에 식 1을 적용하면 하기의 결과를 가져온다:
S1 = S0 + (H1 - mH) = 0 + (209 - 425.03) = -216.03 식 2
S2 = S1 + (H2 - mH) = -216.03 + (196 - 425.03) = -445.05 식 3
S3 = S2 + (H3 - mH) = -445.05 + (189 - 425.03) = -681.08 식 4
...
S39 = S38 + (H39 - mH) = -161.97 + (587 - 425.03) = 0.0 식 5
그래프(501)는 y-축을 따라서 각각의 샘플의 값을 플롯팅한다. x-축은 샘플 번호를 나타낸다. 그래프(501)가 보여주는 바와 같이, 플롯팅된 누적 차이 값들은 하나의 매우 명백한 방향의 변화(피크(504))를 갖는 그래프를 생성하였다. 방향의 변화는 경도 프로파일 내의 변화, 잠재적인 변화점을 나타내었다.
그러나, 변화는 유의하지 않을 수 있다. 시험하기 위해, 랜덤 노이즈(502)를 누적 차이(500)와 비교하였다.
랜덤 노이즈(502)를 생성하기 위해, 샘플들의 순서를 랜덤 순서로 변경하였다. 그래서, 1, 2, 3, 4 … 39 대신, 샘플 순서는 2, 13, 23, 11, 24 … 32 또는 4, 39, 2, 1… 17일 수 있다. 복수의 이러한 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들을 생성하였다. 예를 들어, 경도 프로파일 샘플들의 1,000개의 랜덤 순열(random permutation)들을 생성하였다. 이들 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들 각각에 대한 누적 차이는 식 1을 반복적으로 사용하여 찾았었다.
도 5b는 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들의 누적 차이의 최대 값과 최소 값 사이의 차이의 분포의 그래프(550)이다. 예시된 예에서, 원래 샘플들의 누적 차이(500)의 최대 값은 0이었다. 최소 값은 -2404.49였다. 따라서, 최대 값과 최소 값 사이의 차이는 2404.49였다. 랜덤 데이터가 누적 차이(500)의 최대 값과 최소 값의 차이를 초과하는 경우들의 수는 피크(504)에서 변화점이 있을 가능성을 감소시킨다. 도 5b에서, 랜덤 순열들 중 어느 것도 2,404.49 값을 초과하지 않았다. 따라서, 피크(504)가 있었던 샘플(19)에서 변화점이 발생하였다는 신뢰도는 100%였다.
도 6은 제1 변화점(600)이 도 5a 및 도 5b에서 논의된 반복 누적 합산 프로세스에 의해 식별된 바와 같이 마킹된, 도 4의 경도 프로파일(400)을 예시한다. 제1 변화점(600)을 찾는 데 사용된 프로세스를 샘플들의 서브세트에 대해 반복하였다.
도 7a는 랜덤 노이즈(702)와 함께 플롯팅된 도 4의 경도 프로파일의 세그먼트들(20 내지 39)에 대한 누적 차이(700)를 예시한다. 동일한 서브세트의 값들로부터 랜덤 노이즈(702)를 생성하였다. 누적 차이(700)의 피크(704)는 발파공 내의 그 점에 변화점이 있을 수 있다는 것을 나타내었다. 피크(704)가 변화점을 표현하였다는 신뢰도를 제공하기 위해 랜덤 노이즈(702)를 사용하였다.
도 7b는 랜덤하게 순서화된 경도 프로파일들의 누적 차이의 최대 값과 최소 값 사이의 차이의 분포의 그래프(750)이다. 예시된 실시 형태에서, 원래 샘플들의 누적 차이(700)의 최대 값은 -41.75이다. 최소 값은 607.25이다. 따라서, 최대 값과 최소 값 사이의 차이는 649다. 랜덤 데이터가 누적 차이(700)의 최대 값과 최소 값의 차이를 초과하는 경우들의 수는 피크(704)에서 변화점이 있을 가능성을 감소시킨다. 도 7b에서, 랜덤 순열들의 1.1%만이 649 값을 초과하였다. 따라서, 피크(704)가 있었던 세그먼트(30)에서 변화점이 발생하였다는 신뢰도는 98.9%였다.
도 8은 제1 변화점(600) 및 제2 변화점(800)이 도 5a와 도 5b 및 도 7a와 도 7b에서 논의된 반복 누적 합산 프로세스에 의해 식별된 바와 같이 마킹된, 도 4의 경도 프로파일(400)을 예시한다. 제1 변화점(600)을 찾는 데 사용된 프로세스를 샘플들의 서브세트에 대해 반복하였다. 서브세트들은 변화점들 중 적어도 하나에 의해 경계지어졌다.
도 9a는 랜덤 노이즈(902)와 함께 플롯팅된 도 4의 경도 프로파일의 세그먼트들(31 내지 39)에 대한 누적 차이(900)를 예시한다. 동일한 서브세트의 값들로부터 랜덤 노이즈(902)를 생성하였다. 누적 차이(900)의 피크(904)는 발파공 내의 그 점에서 잠재적인 변화점이 존재하였다는 것을 나타내었다. 피크(904)가 변화점을 표현하였다는 신뢰도 레벨을 제공하기 위해 랜덤 노이즈(902)를 사용하였다.
도 9b는 랜덤 순열들의 누적 차이의 최대 값과 최소 값 사이의 차이의 분포의 그래프(950)이다. 예시된 예에서, 원래 데이터에 대한 최대 값과 최소 값 사이의 차이는 250.89였다. 도 9b에 예시된 바와 같이, 랜덤 순열들의 7.1%가 250.89 값을 초과한다. 따라서, 피크(904)가 있었던 세그먼트(33)에서 변화점이 발생하였다는 신뢰도는 92.9%였다. 본 예에서, 임계치를 95% 신뢰도로 설정하여 변화점들의 잘못된 검출을 감소시켰다. 따라서, 세그먼트(33)는 변화점으로서 식별되지 않았다.
도 10은 제1 변화점(600), 제2 변화점(800), 및 비-변화점(1000)이 도 5a와 도 5b, 도 7a와 도 7b, 및 도 9a와 도 9b를 참조하여 논의된 반복 누적 합산 프로세스에 의해 식별된 바와 같이 마킹된, 도 4의 경도 프로파일(400)을 예시한다.
변화점을 찾는 데 사용된 프로세스를 샘플들의 서브세트에 대해 반복하였는데, 이때 서브세트는 변화점들, 데이터 경계들(즉, 데이터 점 0 또는 데이터 점 42), 또는 이들의 조합에 의해 경계지어졌다. 프로세스를, 변화점인 것으로 결정되지 않은 특정 서브세트에 대해 피크가 식별될 때까지, 샘플들의 점점 더 좁은 서브세트들에 대해 반복하였다. 예를 들어, 비-변화점(1000)이 식별된 후, 데이터 점들(31 내지 39)(즉, 31 피트 내지 39 피트의 구멍 깊이)을 추가 피크들 또는 변화점들에 대해 추가로 평가하지 않았다. 도 11은 다수의 서브세트들이 변화점들에 대해 분석된 후의 도 4의 경도 프로파일(400)을 예시한다. 각각 99.5%, 100%, 및 98.4%의 신뢰도 레벨들을 갖는 세그먼트 5, 세그먼트 19, 및 세그먼트 30에서 변화점들을 찾아냈다. 각각 49.8%, 83.3%, 93.7%, 및 69.6%의 신뢰도 레벨들을 갖는 세그먼트 14, 세그먼트 26, 세그먼트 34, 및 세그먼트 37에서 비-변화점들인 것으로 결정된 추가 피크들을 찾아냈다. 따라서, 스테밍 깊이를 적용하기 전에, 4개의 그룹들을 식별하였다. 다음으로, 그룹들 각각에 대한 대표적인 경도 값을 결정하고 목표 에멀젼 밀도를 할당할 것이다.
도 12는 다른 예시적인 경도 프로파일을 예시한다. 평균 경도 값 및 그 평균의 표준 편차가 수치적으로 그리고 그래프 상에 도시되어 있다. 예시적인 경도 프로파일(400)에 적용된 바와 동일한 프로세스를 사용하여 경도 프로파일에 대해 변화점들을 식별하였다. 경도 데이터를 피트 단위로 세그먼트화하였다. 17 피트의 스테밍 깊이를 경도 프로파일에 적용하였다. 3개의 변화점들이 스테밍 깊이의 적용 후에 남아 있었다. 변화점들은 약 22 피트, 25 피트, 및 32 피트였으며, 4개의 별개의 그룹들을 한정하였다. 다음으로, 그룹들 각각에 대해 대표적인 경도 값을 결정하고 목표 에멀젼 밀도를 할당할 것이다.
도 13은 발파공 내의 에멀젼 매트릭스의 밀도를 자동으로 가변시키기 위한 폭약 전달 시스템(1300)의 블록도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 폭약 전달 시스템(1300)은 프로세서(1330), 메모리(1340), 데이터 인터페이스(1350), 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체(1370)를 포함할 수 있다. 버스(1320)는 다양한 집적 컴포넌트들 및/또는 개별 컴포넌트들을 상호연결시킬 수 있다.
프로세서(1330)는 Intel®, AMD® 또는 다른 표준 마이크로프로세서와 같은 하나 이상의 범용 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서(1330)는 ASIC, SoC, SiP, FPGA, PAL, PLA, FPLA, PLD, 또는 다른 맞춤형 또는 프로그래밍가능 디바이스와 같은 전용 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서(1330)는 현재 개시된 실시 형태들의 기능들을 실행시키거나 달리 구현하기 위해 분산된(예를 들어, 병렬의) 프로세싱을 수행할 수 있다.
컴퓨터 판독가능 저장 매체(1370)는 정적 RAM, 동적 RAM, 플래시 메모리, 하나 이상의 플립-플롭, ROM, CD-ROM, DVD, 디스크, 테이프, 또는 자기, 광학, 또는 다른 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(1370)는 지질학적 데이터(1380), 및 데이터를 분석하기 위한 하나 이상의 프로그램을 포함할 수 있다.
예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(1370)는 발파공 프로파일러(profiler)(1386), 에멀젼 밀도 룩업 테이블(1382), 및 신뢰도 인덱서(indexer)(1388)를 포함할 수 있다. 발파공 프로파일러(1386)는 발파공의 치수들을 수신할 수 있고, 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정할 수 있으며, 여기서 지질학적 프로파일은 발파공의 길이를 따라서 경도 특성들을 표현하는 경도 값들을 포함한다. 발파공 프로파일러(1386)는 또한, 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 발파공을 세그먼트화할 수 있다. 신뢰도 인덱서(1388)는 각각의 변화점의 강도를 평가할 수 있다. 에멀젼 밀도 룩업 테이블(1382)은 각각의 그룹 내에서 목표 에멀젼 밀도를 결정하는 데 사용될 수 있다. 제어기(1360)는 혼합기로 전송될 신호를 준비하여, 에멀젼 폭약이 충전되는 발파공의 그룹과 연관된 목표 밀도이도록 할 수 있다.
표 1은 에멀젼 밀도 룩업 테이블(1382)에 포함될 수 있는 정보의 예를 열거한다. 예를 들어, 표 1은 도 11 및 도 12에서 식별된 그룹들(즉, 세그먼트들)과 함께 사용되어 그룹들 각각에 대한 목표 에멀젼 밀도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 드릴링 데이터로부터 경도 값들을 계산하기 위한 알고리즘이 사용되면, 이 알고리즘은 또한, 표 1을 생성하는 일부로서 특정 경도 값들에 대한 목표 에멀젼 밀도를 근사화하는 데 사용될 수 있다. 마찬가지로, 경도 값들에 더하여 또는 그들 대신에 지질학적 값들을 이용하는 표 1의 변형예들이 또한 사용될 수 있다. 이어서, 알고리즘에 의해 결정된 근사치들은 발파될 재료의 실제 시험 발파들에 의한 경험에 기초하여 확인되거나 정제될 수 있다.
[표 1]
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일부 실시 형태에서, 룩업 테이블은 추가 인자들에 기초하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 룩업 테이블의 변수들은 지면 내의 물질의 특성(예컨대, 화강암, 사암, 셰일), 광산의 위치, 및 현재 상태들에 기초하여 가변될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 폭약 전달 시스템은 변화점들을 찾지 않을 수 있고, 그 대신 각각의 구멍에 대한 폭약 밀도를 식별하기 위해 각각의 발파공의 평균 값 및 룩업 테이블을 사용할 수 있다.
도 14는 일 실시 형태에 따른, 각각의 구멍의 평균 경도를 보여주는 발파 패턴(1400)의 평면도를 예시한다. 에너지 프로파일은, 세그먼트화되고 그룹화된 발파공들에 기초할 수 있다. 도시된 실시 형태에서, 발파 패턴은 5개의 그룹들(예컨대, 1402a 내지 1402e)로 세그먼트화되었다. 각각의 그룹은 변화점들에 의해 경계지어진 유사한 경도 특성들을 갖는 하나 이상의 발파공을 표현한다. 경도 값들의 변화점들이 결정될 수 있는 발파 패턴(1400)의 거리는 적재 방향으로의 구멍들의 행 또는 라인 각각을 따를 수 있다. 일부 실시 형태에서, 변화점들은 발파 패턴의 이격 방향 및 적재 방향 둘 모두에서 결정될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 변화점들은 행 단위로 결정될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 앵커 발파공이 시작 위치로서 사용될 수 있고, 변화점들은 복수의 각도로 발파 평면 내의 일정 라인을 가로질러 결정된다.
도 15는 경도 값들과 같은 지질학적 값들의 변화점들에 기초하여 발파공들을 세그먼트화하고 그룹화하는 방법을 예시한다. 도 15는 폭약을 전달하는 방법(1500)의 일 실시 형태의 흐름도를 예시한다. 도 15를 참조하여 기술된 방법(1500)은 도 1의 프로세서 회로부(110)와 같은 프로세서 회로부에 의해 실행될 수 있다.
본 실시 형태에서, 방법(1500)은 지질학적 프로파일 및 발파 패턴을 수신하는 단계(1502)를 포함한다. 지질학적 프로파일은 발파 평면 내의 복수의 발파공들의 하나 이상의 지질학적 특성을 표현하는 지질학적 값들을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은 지질학적 경도 특성들, 발파공의 직경, 및 발파공의 길이를 포함하는 드릴링 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 이러한 정보는 드릴링 작업 동안 수신된 데이터에 의해 직접적으로 제공될 수 있거나, 또는 조작자에 의해 입력될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 방법은 지진 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 방법(1500)은 드릴링 데이터 및/또는 지진 데이터에 기초하여 경도 프로파일을 생성하는 단계를 포함한다.
방법(1500)은, 발파 평면 내의 복수의 발파공들의 좌표들을 가로지르는, 때때로 지질학적 프로파일 내의 변곡점들로도 또한 지칭되는 임의의 변화점들을 결정하는 단계(1504)를 추가로 포함한다. 일 실시 형태가 지질학적 프로파일 내에서 변화점들을 어떻게 찾는지의 예시에 대해 도 4를 참조한다. 일부 지질학적 프로파일들에서는, 변화점들이 없다. 이는 전체 발파 평면에 사용되는 단일 목표 에멀젼 밀도를 가져온다. 명확함을 위해, 평면 내에서 수평으로 경도의 변화점들이 없는 경우에도, 조작자는 그가 임의의 다른 발파에서 다수의 세그먼트들을 사용할 수 있는 것과 동일한 이유로 각각의 구멍 내에 다수의 밀도들을 여전히 사용할 수 있다. 다른 지질학적 프로파일들에서는, 하나 이상의 상이한 목표 에멀젼 밀도들을 갖는 다수의 그룹들을 생성하는 다수의 변화점들과 같은 하나 이상의 변화점이 존재한다. 예를 들어, 변화점들은 누적 합산 기법과 같은 순차 분석 기법, 또는 데이터 시리즈에서의 모멘텀의 변화의 신뢰도 레벨을 결정하는 다른 기법들을 사용하여 결정될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 에멀젼 밀도는 발파공 내에서 가변될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 일정 발파 패턴의 발파공들에 대한 원하는 프로파일을 미리선택할 수 있다. 프로파일은 각각의 발파공에 대해 고유할 수 있거나, 모든 발파공들, 또는 발파공들의 그룹에 적용될 수 있다. 따라서, 각각의 구멍 내의 에너지 분포는 미리선택된 프로파일에 기초하여 가변될 수 있다.
발파공에서 폭약의 폭발 에너지를 가변시키는 개시된 방법은 증감된 생성물의 임의의 수의 원하는 폭발 에너지 프로파일들을 구현하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 발파공의 상부에서 더 낮은 밀도 폭약을 그리고 발파공의 하부에서 더 높은 밀도 폭약을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 발파공의 에너지 분포는 대략 피라미드형일 수 있다. 다른 예에서, 에너지 프로파일은 발파공의 상부에서 더 높은 밀도 폭약을 가질 수 있다. 발파공의 생성된 에너지 분포는 반전된 피라미드형일 수 있다. 또 다른 예에서, 발파공의 중간 섹션 근처의 폭약은 상부 또는 하부보다 더 높은 밀도를 가져서, 볼록한 형상의 에너지 분포를 가져올 수 있다.
방법(1500)은 복수의 발파공들의 좌표들을 가로지르는 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 복수의 발파공들을 세그먼트화하는 단계(1506)를 추가로 포함한다. 방법(1500)은 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값을 결정하는 단계(1508)를 추가로 포함한다. 대표적인 지질학적 값은 특정 그룹에 대한 확률 분포, 평균 지질학적 값, 최대 지질학적 값, 또는 최소 지질학적 값에 의해 정의될 수 있다. 확률 분포의 예들은 특정 그룹에 대한 지질학적 값들의 평균, 중위값, 또는 최빈값을 포함한다.
방법(1500)은 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대해 목표 에멀젼 밀도와 같은 목표 폭발 에너지 값을 결정하여, 그에 의해 복수의 발파공들의 각각의 발파공에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 폭발 에너지 프로파일을 생성하는 단계(1510)를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하는 단계는 테이블에 액세스하여 각각의 그룹과 연관된 대표적인 지질학적 값에 기초하여 목표 폭발 에너지 값을 찾아내는 단계를 포함한다. 테이블은 복수의 지질학적 값들에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함할 수 있다.
목표 폭발 에너지 값들은 이전의 경험에 기초한 알고리즘, 또는 이들의 조합으로부터 찾아질 수 있다. 예를 들어, 드릴링 데이터 및/또는 지진 데이터로부터 경도 프로파일을 생성하기 위해 알고리즘이 사용되는 실시 형태에서, 생성된 경도 값들은 절대 값들이 아닌 상대 값들일 수 있다. 상대 값들이 생성되면, 발파 현장에서 일 회 이상의 시험 장전을 수행하고 시험 발파공들 내의 특정 경도 값들에서의 상이한 목표 폭발 에너지 값들의 성능을 비교하는 것이 유익할 수 있다. 예를 들어, 그러한 방식으로, 특정 경도 값들과 상관되는 목표 에멀젼 밀도들이 미세조정될 수 있다. 또는 달리 말하면, 경도 프로파일을 생성하는 데 사용되는 알고리즘의 출력은 하나 이상의 시험 발파에 의해 미세조정될 수 있다. 따라서, 목표 에멀젼 밀도들은 발파공의 길이를 따라서 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하는 목표 밀도 프로파일을 생성한다. 목표 밀도 프로파일과 같은 목표 에너지 프로파일은 스테밍 길이, 에어 데킹 위치 및 길이, 에멀젼 폭약이 없는 다른 영역들, 또는 이들의 조합에 의해 변경될 수 있다.
방법(1500)은 충전되는 발파공과 연관된 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 달성하도록 혼합기로의 에너지 조절제의 유량을 제어하는 단계(1514)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법(1500)은 GPS 위치에 기초하여 또는 이전의 발파공과 관련하여 발파공을 결정할 수 있고, 예컨대, 폭약이 에멀젼 폭약을 포함하는 경우 폭약의 밀도를 조정함으로써, 그 발파공을 일부로 포함하는 그룹과 연관된 목표 폭발 에너지 값으로 폭약을 조정할 수 있다.
방법(1500)은 조작자가 발파공 내에 존재하는 임의의 물의 깊이를 확인하거나 입력하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도가 이미 1 g/㎤을 초과한 것이 아니라면, 물과 접촉하는 폭약에 대한 목표 에멀젼 밀도는 1 g/㎤ 초과로 자동으로 증가될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 방법(1500)의 단계들의 일부분만이 수행될 수 있다. 예를 들어, 지질학적 프로파일이 수신되기보다는 생성되는 경우, 단계(1502)는 수행되지 않을 수 있다. 또 다른 예에서는, 일부 실시 형태에서, 단계들(1504 내지 1510)만이 수행될 수 있다. 추가적으로, 일부 실시 형태에서, 방법(1500)의 단계들 중 일부는 단일 단계로 함께 조합될 수 있다.
도 16은 일정 발파 패턴으로 발파공들 사이에서 에멀젼 매트릭스의 밀도를 자동으로 가변시키기 위한 폭약 전달 시스템(1600)의 블록도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 폭약 전달 시스템(1600)은 프로세서(1630), 메모리(1640), 데이터 인터페이스(1650), 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체(1670)를 포함할 수 있다. 버스(1620)는 다양한 집적 컴포넌트들 및/또는 개별 컴포넌트들을 상호연결시킬 수 있다.
프로세서(1630)는 Intel®, AMD® 또는 다른 표준 마이크로프로세서와 같은 하나 이상의 범용 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서(1630)는 ASIC, SoC, SiP, FPGA, PAL, PLA, FPLA, PLD, 또는 다른 맞춤형 또는 프로그래밍가능 디바이스와 같은 전용 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서(1630)는 현재 개시된 실시 형태들의 기능들을 실행시키거나 달리 구현하기 위해 분산된(예를 들어, 병렬의) 프로세싱을 수행할 수 있다.
컴퓨터 판독가능 저장 매체(1670)는 정적 RAM, 동적 RAM, 플래시 메모리, 하나 이상의 플립-플롭, ROM, CD-ROM, DVD, 디스크, 테이프, 또는 자기, 광학, 또는 다른 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(1670)는 지질학적 데이터(1680), 및 데이터를 분석하기 위한 하나 이상의 프로그램을 포함할 수 있다.
예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(1670)는 발파 평면 프로파일러(1686), 에멀젼 밀도 룩업 테이블(1682), 및 신뢰도 인덱서(1688)를 포함할 수 있다. 발파 평면 프로파일러(1686)는 발파공들의 위치 및 발파 평면의 치수들을 수신하여, 발파 평면의 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 지질학적 프로파일은 각각의 발파공에 대한 평균 지질학적 값을 포함한다. 발파 평면 프로파일러(1686)는 또한, 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 발파 평면의 발파공들을 세그먼트화할 수 있다. 신뢰도 인덱서(1688)는 각각의 변화점의 강도를 평가할 수 있다. 에멀젼 밀도 룩업 테이블(1682)은 각각의 그룹 내에서 목표 에멀젼 밀도를 결정하는 데 사용될 수 있다. 제어기(1660)는 혼합기로 전송될 신호를 준비하여, 에멀젼 폭약이 충전되는 발파공과 연관된 목표 밀도이도록 할 수 있다.
표 1은 에멀젼 밀도 룩업 테이블(1682)에 포함될 수 있는 정보의 예를 열거한다. 예를 들어, 표 1은 방법(300)에서 식별된 그룹들(즉, 세그먼트들)과 함께 사용되어 그룹들 각각에 대한 목표 에멀젼 밀도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 드릴링 데이터로부터 경도 값들을 계산하기 위한 알고리즘이 사용되면, 이 알고리즘은 또한, 표 1을 생성하는 일부로서 특정 경도 값들에 대한 목표 에멀젼 밀도를 근사화하는 데 사용될 수 있다. 마찬가지로, 경도 값들에 더하여 또는 그들 대신에 지질학적 값들을 이용하는 표 1의 변형예들이 또한 사용될 수 있다. 이어서, 알고리즘에 의해 결정된 근사치들은 발파될 재료의 실제 시험 발파들에 의한 경험에 기초하여 확인되거나 정제될 수 있다.
실시예
실시예 1. 폭약 전달 시스템으로서, 에너지 조절제를 저장하도록 구성된 제1 저장소; 에너지 물질을 저장하도록 구성된 제2 저장소; 상기 에너지 물질과 상기 에너지 조절제를 폭약으로 배합하도록 구성되고 상기 제1 저장소 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되는 혼합기; 상기 혼합기, 상기 제1 저장소, 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되고 상기 폭약을 발파공 내로 전달하도록 구성된 전달 디바이스; 및 프로세서 회로부를 포함하고, 상기 프로세서 회로부는, 복수의 발파공들의 위치 데이터를 포함하는 발파 패턴을 수신하고; 상기 복수의 발파공들과 연관된 지질학적 값들을 수신하고; 발파공들의 하나 이상의 그룹으로 상기 발파 패턴을 세그먼트화하고; 발파공들의 그룹 각각에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 발파공들의 그룹 각각에 대한 목표 폭발 에너지를 결정하여, 그에 의해 상기 복수의 발파공들의 각각의 발파공에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 에너지 프로파일을 생성하고; 상기 목표 에너지 프로파일에 따라 목표 폭발 에너지 값을 갖는 폭약을, 전달 디바이스를 통해, 상기 발파공으로 전달하기 위해 상기 혼합기로의 에너지 조절제의 유량을 제어하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 2. 실시예 1에 있어서, 상기 지질학적 값들은 상기 복수의 발파공들의 지질학적 특성들을 표현하고, 상기 지질학적 값들은 상기 복수의 발파공들 각각에 대한 평균 지질학적 값을 포함하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 3. 실시예 1에 있어서, 이용가능한 양의 폭약 재료가 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지를 결정하는 데 사용되는, 폭약 전달 시스템.
실시예 4. 실시예 1에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 상기 발파 패턴의 거리를 따라서 상기 지질학적 값들의 임의의 변화점들을 결정하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 5. 실시예 4에 있어서, 상기 프로세서 회로부가 상기 지질학적 값들의 임의의 변화점들을 결정하기 위한 상기 발파 패턴의 거리는 발파공들의 행(row)을 포함하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 6. 실시예 5에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 발파공들의 행 각각에 대한 변화점들을 결정하고 발파공들의 행 각각을 세그먼트화하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 7. 실시예 1에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 상기 폭약이 제1 에너지 값으로 발파공들의 제1 그룹으로 전달되었고 상기 폭약이 제2 에너지 값으로 발파공들의 제2 그룹으로 전달되어야 한다는 것을 결정하고; 상기 전달 디바이스에 의해 발파공들의 상기 제2 그룹으로 전달되는 폭약이 발파공들의 상기 제2 그룹과 연관된 목표 폭발 에너지 값을 갖도록 상기 에너지 조절제의 유량을 변경하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 8. 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 한 실시예에 있어서, 복수의 대표적인 지질학적 값들에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 테이블을 저장하는 메모리 저장 디바이스를 추가로 포함하고, 발파공들의 그룹 각각에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하기 위해, 상기 프로세서 회로부는 상기 테이블에 액세스하여, 발파공들의 그룹 각각과 연관된 대표적인 지질학적 값에 기초하여 상기 목표 폭발 에너지 값을 찾아내는, 폭약 전달 시스템.
실시예 9. 실시예 8에 있어서, 각각의 대표적인 지질학적 값과 연관된 상기 목표 폭발 에너지 값은 일 회 이상의 시험 장전으로부터의 발파 성능에 적어도 부분적으로 기초하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 10. 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 에너지 조절제는 밀도 감소제를 포함하고, 상기 에너지 물질은 에멀젼 매트릭스를 포함하고, 상기 폭약은 에멀젼 폭약을 포함하고, 상기 목표 폭발 에너지 값들은 상기 발파공들 각각에 대한 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하고, 상기 목표 에너지 프로파일은 상기 발파공들 각각에 대한 목표 밀도 프로파일을 포함하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 11. 실시예 10에 있어서, 상기 밀도 감소제는 화학 가스 발생제를 포함하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 12. 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 상기 지질학적 프로파일을 수신하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 13. 실시예 1 내지 실시예 12 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 지질학적 데이터로부터 상기 지질학적 프로파일을 생성하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 14. 실시예 13에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 드릴링 데이터, 드릴 커팅 데이터, 코어 샘플 데이터, 지진 데이터, 또는 이들의 조합을 수신하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 15. 실시예 13에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 하나 이상의 소스로부터 직접적으로 또는 간접적으로 상기 지질학적 데이터를 결정하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 16. 실시예 1 내지 실시예 15 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 각각의 그룹에 대한 상기 대표적인 지질학적 값을 결정하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 17. 실시예 16에 있어서, 상기 대표적인 지질학적 값은 확률 분포, 최대 값, 또는 최소 값에 의해 정의되는, 폭약 전달 시스템.
실시예 18. 실시예 1 내지 실시예 17 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 전달 디바이스는 전달 도관을 포함하고, 상기 혼합기는 상기 전달 도관의 출구의 근위에 위치되는, 폭약 전달 시스템.
실시예 19. 실시예 18에 있어서, 상기 전달 도관은 상기 혼합기의 입구의 근위에서 에멀젼 매트릭스에 밀도 감소제를 도입하도록 구성된, 폭약 전달 시스템.
실시예 20. 실시예 1 내지 실시예 18 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 에너지 조절제는 질산암모늄 연료유(ANFO)를 포함하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 21. 실시예 1 내지 실시예 20 중 어느 한 실시예에 있어서, 발파공들의 하나 이상의 그룹으로 상기 발파 패턴을 세그먼트화하기 위한 상기 프로세서 회로부는 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 발파공들의 하나 이상의 그룹으로 상기 발파 패턴을 세그먼트화하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 22. 폭약을 전달하는 방법으로서, 복수의 발파공들의 좌표들을 포함하는 발파 패턴을 수신하는 단계; 상기 복수의 발파공들의 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는 지질학적 프로파일을 수신하는 단계; 상기 복수의 발파공들의 좌표들을 가로지르는 상기 지질학적 값들의 임의의 변화점들을 결정하는 단계; 상기 복수의 발파공들의 좌표들을 가로지르는 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 복수의 발파공들을 세그먼트화하는 단계; 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하여, 그에 의해 상기 복수의 발파공들의 각각의 발파공에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 폭발 에너지 프로파일을 생성하는 단계; 및 상기 목표 폭발 에너지 프로파일에 따라 폭발 에너지 값들을 갖는 폭약을 상기 복수의 발파공들 내로 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 23. 실시예 22에 있어서, 임의의 변화점들을 결정하는 단계는 상기 복수의 발파공들 각각에 대한 지질학적 값들과 상기 복수의 발파공들 모두에 대한 상기 지질학적 값들의 평균 사이의 누적 차이를 계산하는 단계 - 상기 복수의 발파공들 각각에 대한 상기 지질학적 값들의 순서는 상기 복수의 발파공들의 좌표들에 기초함 -; 및 상기 누적 차이의 제1 피크 값을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 24. 실시예 23에 있어서, 상기 제1 피크 값을 상기 복수의 발파공들 각각에 대한 지질학적 값들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 상기 제1 피크 값이 통계적 노이즈를 초과하는 경우 상기 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
실시예 25. 실시예 24에 있어서, 상기 제1 피크 값을 상기 복수의 발파공들 각각에 대한 지질학적 값들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 상기 제1 피크 값이 통계적 노이즈를 초과하는 경우 상기 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계는, 상기 복수의 발파공들 각각에 대한 지질학적 값들을 랜덤화하여 복수의 랜덤하게 순서화된 지질학적 프로파일들을 생성하는 단계; 상기 복수의 랜덤하게 순서화된 지질학적 프로파일들의 각각에 대한 누적 차이 및 피크 값을 계산하는 단계; 상기 제1 피크 값을 초과하는 랜덤 피크 값들의 백분율을 결정하는 단계; 및 상기 백분율이 선택된 신뢰도 값보다 작은 경우 상기 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 26. 실시예 22 내지 실시예 26 중 어느 한 실시예에 있어서, 하나 이상의 이전에 결정된 변화점들에 의해 경계지어진 상기 지리학적 값들의 부분들의 추가 피크 값들을 반복적으로 결정하여 상기 추가 피크 값들 각각을 상기 복수의 발파공들 각각에 대한 상기 지질학적 값들의 관련 부분들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 상기 추가 피크 값들 각각이 통계적 노이즈를 초과하는 경우에 상기 추가 피크 값들 각각을 변화점으로서 식별함으로써 임의의 추가 변화점들을 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
실시예 27. 실시예 22 내지 실시예 26 중 어느 한 실시예에 있어서, 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하는 단계는 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도 값을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 목표 폭발 에너지 프로파일은 목표 에멀젼 폭약 밀도 프로파일을 포함하는, 방법.
실시예 28. 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 하나 이상의 프로세서에 의한 상기 명령어들의 실행 시, 폭약 전달 시스템으로 하여금,발파 패턴의 치수들을 수신하게 하고; 상기 발파 패턴의 발파공 각각의 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하게 하고; 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 발파공들의 하나 이상의 그룹으로 상기 발파 패턴을 세그먼트화하게 하고; 그리고 대표적인 지질학적 값에 기초하여 발파공들의 그룹 각각에 대한 목표 에멀젼 밀도를 결정하여, 그에 의해 상기 발파 패턴의 발파공 각각에 대한 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하는 목표 밀도 프로파일을 생성하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
실시예 29. 실시예 28에 있어서, 상기 목표 밀도 프로파일에 따라 밀도 값을 갖는 폭약 에멀젼의 발파공 내로의 전달을 제어하는 것을 추가로 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
실시예 30. 발파공에 대한 에멀젼 폭약 밀도 프로파일을 결정하는 방법으로서, 상기 발파공의 길이를 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하는 단계; 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 발파공을 세그먼트화하는 단계; 및 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도를 결정하여, 그에 의해 상기 발파공의 길이를 따라서 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하는 목표 밀도 프로파일을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 31. 폭약 전달 시스템으로서, 에너지 조절제를 저장하도록 구성된 제1 저장소; 에너지 물질을 저장하도록 구성된 제2 저장소; 상기 에너지 물질과 상기 에너지 조절제를 폭약으로 배합하도록 구성되고 상기 제1 저장소 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되는 혼합기; 상기 혼합기, 상기 제1 저장소, 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되고 상기 폭약을 발파공 내로 전달하도록 구성된 전달 디바이스; 및 프로세서 회로부를 포함하고, 상기 프로세서 회로부는,복수의 발파공들의 위치 데이터를 포함하는 발파 패턴을 수신하고; 상기 복수의 발파공들과 연관된 지질학적 값들을 수신하고; 상기 지질학적 값들을 룩업 테이블 상의 값들과 비교하고 각각의 발파공에 대한 목표 폭발 에너지를 각각의 발파공에 대한 평균 지질학적 값에 기초하여 결정하여, 그에 의해 상기 복수의 발파공들의 각각의 발파공에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 에너지 프로파일을 생성하고; 상기 목표 에너지 프로파일에 따라 목표 폭발 에너지 값을 갖는 폭약을, 전달 디바이스를 통해, 상기 발파공으로 전달하기 위해 상기 혼합기로의 에너지 조절제의 유량을 제어하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 32. 실시예 31에 있어서, 상기 룩업 테이블 내의 목표 폭발 에너지 값들은 상기 발파 패턴의 위치 및 지면 내의 물질의 유형에 기초하여 가변하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 33. 실시예 1 또는 실시예 31에 있어서, 미리선택된 프로파일에 기초하여 각각의 발파공에 대한 목표 에너지 프로파일에 대한 밀도 변동을 결정하는 것을 추가로 포함하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 34. 폭약 전달 시스템으로서, 에너지 조절제를 저장하도록 구성된 제1 저장소; 에너지 물질을 저장하도록 구성된 제2 저장소; 상기 에너지 물질과 상기 에너지 조절제를 폭약으로 배합하도록 구성되고 상기 제1 저장소 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되는 혼합기; 상기 혼합기, 상기 제1 저장소, 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되고 상기 폭약을 발파공 내로 전달하도록 구성된 전달 디바이스; 및 프로세서 회로부를 포함하고, 상기 프로세서 회로부는,상기 발파공의 치수들을 수신하고; 상기 발파공의 길이를 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하고; 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 발파공을 세그먼트화하고; 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지를 결정하여, 그에 의해 상기 발파공의 길이를 따라서 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 에너지 프로파일을 생성하고; 상기 목표 에너지 프로파일에 따라 필요한 대로 상기 폭약의 에너지를 가변시키도록 상기 혼합기로의 상기 에너지 조절제의 유량을 제어하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 35. 실시예 34에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 제1 에너지 값의 제1 폭약 그룹이 상기 발파공에 전달되었고 제2 에너지 값의 제2 폭약 그룹이 상기 발파공으로 전달되어야 한다는 것을 결정하고; 상기 전달 디바이스에 의해 전달되는 폭약이 상기 제2 폭약 그룹과 연관된 목표 폭발 에너지 값을 갖도록 상기 에너지 조절제의 유량을 변경하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 36. 실시예 34 또는 실시예 35에 있어서, 복수의 대표적인 지질학적 값들에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 테이블을 저장하는 메모리 저장 디바이스를 추가로 포함하고, 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하기 위해, 상기 프로세서 회로부는 상기 테이블에 액세스하여, 각각의 그룹과 연관된 대표적인 지질학적 값에 기초하여 상기 목표 폭발 에너지 값을 찾아내는, 폭약 전달 시스템.
실시예 37. 실시예 36에 있어서, 각각의 대표적인 지질학적 값과 연관된 상기 목표 폭발 에너지 값은 일 회 이상의 시험 장전으로부터의 발파 성능에 적어도 부분적으로 기초하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 38. 실시예 34 내지 실시예 37 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 에너지 조절제는 밀도 감소제를 포함하고, 상기 에너지 물질은 에멀젼 매트릭스를 포함하고, 상기 폭약은 에멀젼 폭약을 포함하고, 상기 목표 폭발 에너지 값들은 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하고, 상기 목표 폭발 에너지 프로파일은 목표 밀도 프로파일을 포함하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 39. 실시예 35에 있어서, 상기 밀도 감소제는 화학 가스 발생제를 포함하는, 폭약 전달 시스템.
실시예 40. 실시예 34 내지 실시예 39 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 상기 지질학적 프로파일을 수신하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 41. 실시예 34 내지 실시예 40 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 지질학적 경도 특성들에 기초하여 지질학적 프로파일을 생성하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 42. 실시예 41에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 드릴링 데이터, 상기 발파공의 직경, 및 상기 발파공의 길이를 수신하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 43. 실시예 34 내지 실시예 42 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 각각의 그룹에 대한 상기 대표적인 지질학적 값을 결정하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 44. 실시예 43에 있어서, 상기 대표적인 지질학적 값은 확률 분포, 최대 값, 또는 최소 값에 의해 정의되는, 폭약 전달 시스템.
실시예 45. 실시예 34 내지 실시예 44 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 상기 발파공의 치수들에 기초하여 상기 발파공의 현재 그룹을 결정하도록 에멀젼 매트릭스의 전달 속도를 모니터링하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
실시예 46. 실시예 34 내지 실시예 45 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 전달 디바이스는 전달 도관을 포함하고, 상기 혼합기는 상기 전달 도관의 출구의 근위에 위치되는, 폭약 전달 시스템.
실시예 47. 실시예 46에 있어서, 상기 전달 도관은 상기 혼합기의 입구의 근위에서 에멀젼 매트릭스에 밀도 감소제를 도입하도록 구성된, 폭약 전달 시스템.
실시예 48. 폭약을 전달하는 방법으로서,발파공의 치수들을 수신하는 단계; 상기 발파공의 길이를 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하는 단계; 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 발파공을 세그먼트화하는 단계; 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하여, 그에 의해 상기 발파공의 길이를 따라서 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 폭발 에너지 프로파일을 생성하는 단계; 및 상기 목표 폭발 에너지 프로파일에 따라 폭발 에너지 값들을 갖는 폭약을 상기 발파공 내로 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 49. 실시예 48에 있어서, 임의의 변화점들을 결정하는 단계는, 실제 지질학적 값들과 상기 발파공에 대한 상기 지질학적 값들의 평균 사이의 누적 차이를 계산하는 단계; 및 상기 누적 차이의 제1 피크 값을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 50. 실시예 49에 있어서, 상기 제1 피크 값을 상기 실제 지질학적 값들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 상기 제1 피크 값이 통계적 노이즈를 초과하는 경우 상기 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
실시예 51. 실시예 50에 있어서, 상기 제1 피크 값을 상기 실제 지질학적 값들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 상기 제1 피크 값이 통계적 노이즈를 초과하는 경우 상기 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계는, 상기 실제 지질학적 값들을 랜덤화하여 복수의 랜덤하게 순서화된 지질학적 프로파일들을 생성하는 단계; 상기 복수의 랜덤하게 순서화된 지질학적 프로파일들의 각각에 대한 누적 차이 및 피크 값을 계산하는 단계; 상기 제1 피크 값을 초과하는 랜덤 피크 값들의 백분율을 결정하는 단계; 및 상기 백분율이 선택된 신뢰도 값보다 작은 경우 상기 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 52. 실시예 48 내지 실시예 51 중 어느 한 실시예에 있어서, 하나 이상의 이전에 결정된 변화점들에 의해 경계지어진 상기 지리학적 값들의 부분들의 추가 피크 값들을 반복적으로 결정하여 상기 추가 피크 값들 각각을 실제 지질학적 값들의 관련 부분들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 상기 추가 피크 값들 각각이 통계적 노이즈를 초과하는 경우에 상기 추가 피크 값들 각각을 변화점으로서 식별함으로써 임의의 추가 변화점들을 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
실시예 53. 실시예 48 내지 실시예 52 중 어느 한 실시예에 있어서, 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하는 단계는 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도 값을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 목표 폭발 에너지 프로파일은 목표 에멀젼 폭약 밀도 프로파일을 포함하고, 전달 시스템 장비, 제어 시스템, 또는 이들 둘 모두에 의해 달성가능한 밀도 변화들의 최대 수를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
실시예 54. 실시예 53에 있어서, 상기 전달 시스템 장비에 의해 달성가능한 밀도 변화들의 최대 수를 결정하는 단계는 상기 발파공의 파라미터들, 전달 시스템 장비의 유량, 및 상기 전달 시스템 장비를 위한 제어 시스템을 평가하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 55. 실시예 54에 있어서, 상기 발파공의 파라미터들은 발파공 길이 및 발파공 직경을 포함하는, 방법.
실시예 56. 실시예 48 내지 실시예 55 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 목표 폭발 에너지 프로파일을 스테밍 길이, 에어 데킹 위치 및 길이, 폭약이 없는 다른 영역, 또는 이들의 조합으로 변경하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
실시예 57. 실시예 48 내지 실시예 56 중 어느 한 실시예에 있어서, 어떠한 변화점들도 식별되지 않고, 단일 목표 폭발 에너지 값이 상기 발파공에 대해 사용되는, 방법.
실시예 58. 실시예 48 내지 실시예 57 중 어느 한 실시예에 있어서, 다수의 변화점들이 식별되어, 상이한 폭발 에너지 값을 갖는 다수의 그룹들을 생성하는, 방법.
실시예 59. 실시예 48 내지 실시예 58 중 어느 한 실시예에 있어서, 3개 이상의 상이한 그룹들이 존재하는, 방법.
실시예 60. 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 하나 이상의 프로세서에 의한 상기 명령어들의 실행 시, 폭약 전달 시스템으로 하여금,발파공의 치수들을 수신하게 하고; 상기 발파공의 길이를 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하게 하고; 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 발파공을 세그먼트화하게 하고; 그리고 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도를 결정하여, 그에 의해 상기 발파공의 길이를 따라서 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하는 목표 밀도 프로파일을 생성하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
실시예 61. 실시예 60에 있어서, 상기 목표 밀도 프로파일에 따라 밀도 값들을 갖는 폭약 에멀젼의 발파공 내로의 전달을 제어하는 것을 추가로 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
실시예 62. 발파공에 대한 에멀젼 폭약 밀도 프로파일을 결정하는 방법으로서, 상기 발파공의 길이를 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하는 단계; 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 발파공을 세그먼트화하는 단계; 및 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도를 결정하여, 그에 의해 상기 발파공의 길이를 따라서 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하는 목표 밀도 프로파일을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 63. 폭약을 전달하는 방법으로서, 발파공의 치수들을 수신하는 단계; 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하는 단계; 임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 지질학적 프로파일을 세그먼트화하는 단계; 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하여, 그에 의해 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 폭발 에너지 프로파일을 생성하는 단계; 및 상기 목표 폭발 에너지 프로파일에 따라 폭발 에너지 값들을 갖는 폭약을 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 64. 실시예 63에 있어서, 상기 지질학적 프로파일은 상기 발파공의 길이를 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는, 방법.
실시예 65. 실시예 63에 있어서, 상기 지질학적 프로파일은 발파 패턴을 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는, 방법.
당업자는, 이러한 개시내용에 이익에 의해, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법이 또한 다른 구성요소 및 방법 단계를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 트럭(102)과 같은 전달 시스템 장비는 트럭(102)의 다른 전달 시스템에 작동가능하게 연결된, pH 조절제 및/또는 가스발생 가속제와 같은, 추가의 폭발성 첨가제를 포함하기 위한 추가 저장소를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 트럭(102)과 같은 전달 시스템 장비는 균질화기, 추가 혼합기 등과 같은 추가 장비를 포함할 수 있다. 이들 추가 구성요소 모두는 본 명세서에 기술된 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예 및 실시 형태는 본 발명의 범주에 대한 임의의 방식으로의 제한이 아닌, 단지 설명적이고 예시적인 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서의 개시 내용의 기본 원리로부터 벗어남이 없이 전술된 실시 형태의 상세사항에 대한 변경이 이루어질 수 있는 것이 본 개시 내용의 이득을 갖는 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (41)

  1. 폭약 전달 시스템으로서,
    에너지 조절제를 저장하도록 구성된 제1 저장소;
    에너지 물질을 저장하도록 구성된 제2 저장소;
    상기 에너지 물질과 상기 에너지 조절제를 폭약으로 배합하도록 구성되고 상기 제1 저장소 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되는 혼합기;
    상기 혼합기, 상기 제1 저장소, 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되고 상기 폭약을 발파공(blasthole) 내로 전달하도록 구성된 전달 디바이스; 및
    프로세서 회로부를 포함하고, 상기 프로세서 회로부는,
    상기 발파공의 치수들을 수신하고;
    상기 발파공의 길이를 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하고;
    임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 발파공을 세그먼트화하고;
    각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지를 결정하여, 그에 의해 상기 발파공의 길이를 따라서 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 에너지 프로파일을 생성하고;
    상기 목표 에너지 프로파일에 따라 필요한 대로 상기 폭약의 에너지를 가변시키도록 상기 혼합기로의 상기 에너지 조절제의 유량을 제어하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로,
    제1 에너지 값의 제1 폭약 그룹이 상기 발파공에 전달되었고 제2 에너지 값의 제2 폭약 그룹이 상기 발파공으로 전달되어야 한다는 것을 결정하고;
    상기 전달 디바이스에 의해 전달되는 폭약이 상기 제2 폭약 그룹과 연관된 목표 폭발 에너지 값을 갖도록 상기 에너지 조절제의 유량을 변경하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 대표적인 지질학적 값들에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 테이블을 저장하는 메모리 저장 디바이스를 추가로 포함하고, 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하기 위해, 상기 프로세서 회로부는 상기 테이블에 액세스하여, 각각의 그룹과 연관된 대표적인 지질학적 값에 기초하여 상기 목표 폭발 에너지 값을 찾아내는, 폭약 전달 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 각각의 대표적인 지질학적 값과 연관된 상기 목표 폭발 에너지 값은 일 회 이상의 시험 장전(test charge)으로부터의 발파 성능에 적어도 부분적으로 기초하는, 폭약 전달 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 조절제는 밀도 감소제를 포함하고, 상기 에너지 물질은 에멀젼 매트릭스를 포함하고, 상기 폭약은 에멀젼 폭약을 포함하고, 상기 목표 폭발 에너지 값들은 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하고, 상기 목표 폭발 에너지 프로파일은 목표 밀도 프로파일을 포함하는, 폭약 전달 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 밀도 감소제는 화학 가스 발생제를 포함하는, 폭약 전달 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 상기 지질학적 프로파일을 수신하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 지리학적 데이터에 기초하여 지질학적 프로파일을 생성하기 위한 것이고, 상기 지질학적 데이터는 선택적으로, 지진 데이터, 드릴링 데이터, 드릴 커팅들, 코어 샘플들, 또는 이들의 조합으로부터 직접적으로 또는 간접적으로 결정되는 데이터를 포함하고, 선택적으로, 드릴 커팅들, 코어 샘플들, 또는 이들 둘 모두는 x-선 또는 감마-선 형광법, 주사 전자 현미경법, 다른 분광 및 현미경 기법, 및 이들의 조합을 사용하여 분석될 수 있는, 폭약 전달 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 드릴링 데이터, 상기 발파공의 직경, 및 상기 발파공의 길이를 수신하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 각각의 그룹에 대한 상기 대표적인 지질학적 값을 결정하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 대표적인 지질학적 값은 확률 분포, 최대 값, 또는 최소 값에 의해 정의되는, 폭약 전달 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로, 상기 발파공의 치수들에 기초하여 상기 발파공의 현재 그룹을 결정하도록 에멀젼 매트릭스의 전달 속도를 모니터링하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 디바이스는 전달 도관을 포함하고, 상기 혼합기는 상기 전달 도관의 출구의 근위에 위치되는, 폭약 전달 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전달 도관은 상기 혼합기의 입구의 근위에서 에멀젼 매트릭스에 밀도 감소제를 도입하도록 구성된, 폭약 전달 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세싱 회로부는 추가로, 이전의 발파로부터의 파쇄물 크기 데이터를 포함하는 피드백을 수신하고 향후의 발파에 대한 상기 목표 에너지 프로파일을 조정하여, 향후로부터의 파쇄물들이 목표 크기에 더 가깝게 하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 목표 에너지 프로파일을 조정하기 위해, 상기 프로세싱 회로부는 상기 지질학적 값들 또는 목표 폭발 에너지를 조정하는, 폭약 전달 시스템.
  17. 폭약을 전달하는 방법으로서,
    발파공의 치수들을 수신하는 단계;
    지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하는 단계;
    임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 지질학적 프로파일을 세그먼트화하는 단계;
    각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하여, 그에 의해 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 폭발 에너지 프로파일을 생성하는 단계; 및
    상기 목표 폭발 에너지 프로파일에 따라 폭발 에너지 값들을 갖는 폭약을 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 지질학적 프로파일은 상기 발파공의 길이를 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는, 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 지질학적 프로파일은 발파 패턴을 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는, 방법.
  20. 제17항에 있어서, 임의의 변화점들을 결정하는 단계는,
    실제 지질학적 값들과 상기 지질학적 값들의 평균 사이의 누적 차이를 계산하는 단계; 및
    상기 누적 차이의 제1 피크 값을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 제1 피크 값을 상기 실제 지질학적 값들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 상기 제1 피크 값이 통계적 노이즈를 초과하는 경우 상기 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 피크 값을 상기 실제 지질학적 값들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 상기 제1 피크 값이 통계적 노이즈를 초과하는 경우 상기 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계는,
    상기 실제 지질학적 값들을 랜덤화하여 복수의 랜덤하게 순서화된 지질학적 프로파일들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 랜덤하게 순서화된 지질학적 프로파일들의 각각에 대한 누적 차이 및 피크 값을 계산하는 단계;
    상기 제1 피크 값을 초과하는 랜덤 피크 값들의 백분율을 결정하는 단계; 및
    상기 백분율이 선택된 신뢰도 값보다 작은 경우 상기 제1 피크 값을 변화점으로서 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이전에 결정된 변화점들에 의해 경계지어진 상기 지리학적 값들의 부분들의 추가 피크 값들을 반복적으로 결정하여 상기 추가 피크 값들 각각을 실제 지질학적 값들의 관련 부분들에서의 통계적 노이즈와 비교하고 상기 추가 피크 값들 각각이 통계적 노이즈를 초과하는 경우에 상기 추가 피크 값들 각각을 변화점으로서 식별함으로써 임의의 추가 변화점들을 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  24. 제17항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하는 단계는 각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도 값을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 목표 폭발 에너지 프로파일은 목표 에멀젼 폭약 밀도 프로파일을 포함하고, 전달 시스템 장비, 제어 시스템, 또는 이들 둘 모두에 의해 달성가능한 밀도 변화들의 최대 수를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 전달 시스템 장비에 의해 달성가능한 밀도 변화들의 최대 수를 결정하는 단계는 발파공의 파라미터들, 전달 시스템 장비의 유량, 및 상기 전달 시스템 장비를 위한 제어 시스템을 평가하는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 발파공의 파라미터들은 발파공 길이 및 발파공 직경을 포함하는, 방법.
  27. 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 목표 폭발 에너지 프로파일을 스테밍 길이(stemming length), 에어 데킹(air decking) 위치 및 길이, 폭약이 없는 다른 영역, 또는 이들의 조합으로 변경하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  28. 제17항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 어떠한 변화점들도 식별되지 않고, 단일 목표 폭발 에너지 값이 상기 발파공에 대해 사용되는, 방법.
  29. 제17항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 변화점들이 식별되어, 상이한 폭발 에너지 값을 갖는 다수의 그룹들을 생성하는, 방법.
  30. 제17항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 3개 이상의 상이한 그룹들이 존재하는, 방법.
  31. 발파공에 대한 에멀젼 폭약 밀도 프로파일을 결정하는 방법으로서,
    상기 발파공의 길이를 따라서 지질학적 특성들을 표현하는 지질학적 값들을 포함하는 지질학적 프로파일 내에서 임의의 변화점들을 결정하는 단계;
    임의의 식별된 변화점들에 의해 분리되는 하나 이상의 그룹으로 상기 발파공을 세그먼트화하는 단계; 및
    각각의 그룹에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 각각의 그룹에 대한 목표 에멀젼 밀도를 결정하여, 그에 의해 상기 발파공의 길이를 따라서 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하는 목표 밀도 프로파일을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  32. 폭약 전달 시스템으로서,
    에너지 조절제를 저장하도록 구성된 제1 저장소;
    에너지 물질을 저장하도록 구성된 제2 저장소;
    상기 에너지 물질과 상기 에너지 조절제를 폭약으로 배합하도록 구성되고 상기 제1 저장소 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되는 혼합기;
    상기 혼합기, 상기 제1 저장소, 및 상기 제2 저장소에 작동가능하게 연결되고 상기 폭약을 발파공 내로 전달하도록 구성된 전달 디바이스; 및
    프로세서 회로부를 포함하고, 상기 프로세서 회로부는,
    복수의 발파공들의 위치 데이터를 포함하는 발파 패턴을 수신하고;
    상기 복수의 발파공들과 연관된 지질학적 값들을 수신하고;
    발파공들의 하나 이상의 그룹으로 상기 발파 패턴을 세그먼트화하고;
    발파공들의 그룹 각각에 대한 대표적인 지질학적 값에 기초하여 발파공들의 그룹 각각에 대한 목표 폭발 에너지를 결정하여, 그에 의해 상기 복수의 발파공들의 각각의 발파공에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 목표 에너지 프로파일을 생성하고;
    상기 목표 에너지 프로파일에 따라 목표 폭발 에너지 값을 갖는 폭약을, 전달 디바이스를 통해, 상기 발파공으로 전달하기 위해 상기 혼합기로의 에너지 조절제의 유량을 제어하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 상기 지질학적 값들은 상기 복수의 발파공들의 지질학적 특성들을 표현하고, 상기 지질학적 값들은 상기 복수의 발파공들 각각에 대한 평균 지질학적 값을 포함하는, 폭약 전달 시스템.
  34. 제32항에 있어서, 이용가능한 양의 폭약 재료가 각각의 그룹에 대한 목표 폭발 에너지를 결정하는 데 사용되는, 폭약 전달 시스템.
  35. 제32항에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 상기 발파 패턴의 거리를 따라서 상기 지질학적 값들의 임의의 변화점들을 결정하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  36. 제32항에 있어서, 상기 프로세서 회로부는 추가로,
    상기 폭약이 제1 에너지 값으로 발파공들의 제1 그룹으로 전달되었고 상기 폭약이 제2 에너지 값으로 발파공들의 제2 그룹으로 전달되어야 한다는 것을 결정하고;
    상기 전달 디바이스에 의해 발파공들의 상기 제2 그룹으로 전달되는 폭약이 발파공들의 상기 제2 그룹과 연관된 목표 폭발 에너지 값을 갖도록 상기 에너지 조절제의 유량을 변경하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  37. 제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 대표적인 지질학적 값들에 대한 목표 폭발 에너지 값들을 포함하는 테이블을 저장하는 메모리 저장 디바이스를 추가로 포함하고, 발파공들의 그룹 각각에 대한 목표 폭발 에너지 값을 결정하기 위해, 상기 프로세서 회로부는 상기 테이블에 액세스하여, 발파공들의 그룹 각각과 연관된 대표적인 지질학적 값에 기초하여 상기 목표 폭발 에너지 값을 찾아내는, 폭약 전달 시스템.
  38. 제37항에 있어서, 각각의 대표적인 지질학적 값과 연관된 상기 목표 폭발 에너지 값은 일 회 이상의 시험 장전으로부터의 발파 성능에 적어도 부분적으로 기초하는, 폭약 전달 시스템.
  39. 제32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 조절제는 밀도 감소제를 포함하고, 상기 에너지 물질은 에멀젼 매트릭스를 포함하고, 상기 폭약은 에멀젼 폭약을 포함하고, 상기 목표 폭발 에너지 값들은 상기 발파공들 각각에 대한 목표 에멀젼 밀도 값들을 포함하고, 상기 목표 에너지 프로파일은 상기 발파공들 각각에 대한 목표 밀도 프로파일을 포함하는, 폭약 전달 시스템.
  40. 제32항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세싱 회로부는 추가로, 이전의 발파로부터의 파쇄물 크기 데이터를 포함하는 피드백을 수신하고 향후의 발파에 대한 상기 목표 에너지 프로파일을 조정하여, 향후로부터의 파쇄물들이 목표 크기에 더 가깝게 하기 위한 것인, 폭약 전달 시스템.
  41. 제40항에 있어서, 상기 목표 에너지 프로파일을 조정하기 위해, 상기 프로세싱 회로부는 상기 지질학적 값들 또는 목표 폭발 에너지를 조정하는, 폭약 전달 시스템.
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