ES2966185T3 - Sistemas para la carga automatizada de barrenos y procedimientos relacionados con los mismos - Google Patents

Abstract

En el presente documento se describen sistemas para entregar automáticamente explosivos con densidades variables. En el presente documento se describen métodos para lanzar automáticamente explosivos con densidades variables. En el presente documento se describen métodos para determinar un perfil de densidad explosiva en emulsión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas para la carga automatizada de barrenos y procedimientos relacionados con los mismos

Campo técnico

La presente exposición se refiere en general a explosivos. Más específicamente, la presente exposición se refiere a sistemas para aportar explosivos y a procedimientos relacionados con los mismos. En algunas formas de realización, los procedimientos se refieren a la carga automatizada de barrenos y a procedimientos relacionados con los mismos. El documento US 2012/0323495 describe un procedimiento y un sistema para caracterizar tipos de roca enterrada a partir de datos de medición durante la perforación en un entorno minero. El documento US 2015/0003186 describe un vehículo para mezclar y cargar, in situ, múltiples tipos de explosivos con velocidades de detonación diferentes. El documento US 2018/0010437 describe sistemas y procedimientos para estimar la dureza de un macizo rocoso durante el funcionamiento de una máquina industrial. El documento WO2014123562 describe un sistema para aportar explosivos con densidades variables.

Breve descripción de los dibujos

Las formas de realización divulgadas en la presente invención se pondrán de manifiesto con mayor exhaustividad a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas, consideradas conjuntamente con los dibujos que las acompañan. Los dibujos representan principalmente formas de realización generalizadas, y dichas formas de realización se describirán con mayor especificidad y detalle en relación con los dibujos en los que:

La figura 1 ilustra una vista lateral de una forma de realización de un camión equipado con un sistema para ajustar automáticamente la densidad de un explosivo en emulsión para varios segmentos en un barreno.

La figura 2A ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización de un procedimiento de aportación de explosivos.

La figura 2B ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización de un procedimiento de aportación de explosivos basado en características geológicas de un barreno con una energía explosiva objetivo variable dentro de un barreno.

La figura 3 ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización de un procedimiento de determinación de puntos de cambio de un perfil de dureza de un barreno.

La figura 4 ilustra un perfil de dureza a modo de ejemplo representado para un barreno.

La figura 5A ilustra una diferencia acumulada de ejemplo calculada para el perfil de dureza de la figura 4, representada con respecto a perfiles de dureza ordenados aleatoriamente usando los mismos valores de dureza del perfil de dureza de la figura 4.

La figura 5B representa un gráfico de una distribución de la diferencia entre los valores máximo y mínimo de la diferencia acumulada de los perfiles de dureza ordenados aleatoriamente de la figura 5A.

La figura 6 ilustra el perfil de dureza de la figura 4 con un primer punto de cambio identificado.

La figura 7A ilustra una diferencia acumulada calculada para un subconjunto del perfil de dureza de la figura 4, representada con respecto a perfiles de dureza ordenados aleatoriamente utilizando los mismos valores de dureza del mismo subconjunto.

La figura 7B representa un gráfico de una distribución de la diferencia entre los valores máximo y mínimo de la diferencia acumulada de los perfiles de dureza ordenados aleatoriamente de la figura 7A.

La figura 8 ilustra el perfil de dureza de la figura 4 con el primer punto de cambio y un segundo punto de cambio identificados.

La figura 9A ilustra una diferencia acumulada calculada para un subconjunto adicional del perfil de dureza de la figura 4, representada con respecto a perfiles de dureza ordenados aleatoriamente utilizando los mismos valores de dureza del mismo subconjunto adicional.

La figura 9B representa un gráfico de una distribución de la diferencia entre los valores máximo y mínimo de la diferencia acumulada de los perfiles de dureza ordenados aleatoriamente de la figura 9A.

La figura 10 ilustra el perfil de dureza de la figura 4 con un primer punto de cambio y un segundo punto de cambio identificados y un punto sin cambio, identificado.

La figura 11 ilustra el perfil de dureza de la figura 4 después de que se analizasen múltiples subconjuntos de valores de dureza en relación con puntos de cambio y se identificasen tres puntos de cambio.

La figura 12 ilustra otro perfil de dureza ejemplificativo en el que se identificaron tres puntos de cambio a profundidades mayores que la línea de retacado.

La figura 13 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de aportación de explosivos para variar automáticamente la densidad de una matriz de emulsión en un barreno.

La figura 14 ilustra una vista superior de un diseño de voladura que muestra la dureza promedio de cada orificio según una forma de realización.

La figura 15 ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización de un procedimiento de aportación de explosivos basado en características geológicas de un barreno.

La figura 16 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de aportación de explosivos para variar automáticamente la densidad de una matriz de emulsión.

Descripción detallada

En las industrias de la minería, la explotación de canteras y las excavaciones se usan comúnmente explosivos para romper rocas y menas. Generalmente, en una superficie, tal como el suelo, se realiza un orificio, al que se hace referencia como “barreno”. A continuación, en el barreno se pueden bombear explosivos (por ejemplo, explosivos en emulsión y mezclas de emulsión) o los mismos se pueden introducir mediante tornillos sin fin (por ejemplo, nitrato de amonio y fueloil (ANFO) y ANFO pesado). Generalmente, los explosivos en emulsión, por ejemplo, se transportan al lugar de trabajo en forma de una matriz de emulsión que es demasiado densa para detonar en su totalidad. En general, es necesario “sensibilizar” la emulsión para que se produzca una detonación exitosa de la misma. Con frecuencia, la sensibilización se logra introduciendo pequeños huecos en la emulsión. Estos huecos actúan como puntos calientes para propagar la detonación. Estos huecos pueden introducirse por medio de un agente reductor de densidad, tal como soplando un gas en la emulsión y formando, de este modo, burbujas de gas, añadiendo microesferas u otros medios porosos y/o inyectando agentes químicos de gasificación para reaccionar en la emulsión y, de este modo, formar gas.

Para los barrenos, en función de la longitud o profundidad, se pueden colocar detonadores en el extremo, al que también se hace referencia como “punta”, del barreno y en el principio de los explosivos en emulsión. Con frecuencia, en estas situaciones, la parte superior del barreno no se rellenará con explosivos, sino que se rellenará con un material inerte, al que se hace referencia como ”retacado”, para intentar mantener la fuerza de la explosión dentro del material que rodea el barreno, en lugar de permitir el escape de gases y energía de explosión al exterior por la parte superior del barreno.

En la presente memoria, se divulgan sistemas, procedimientos y aparatos para la carga automatizada de barrenos y procedimientos relacionados con los mismos. En algunas formas de realización, los sistemas, procedimientos y aparatos pueden determinar propiedades explosivas objetivo (por ejemplo, energía explosiva) para cada barreno en un diseño de voladura identificando puntos de cambio en propiedades geológicas a lo largo de un barreno y/o un sitio de voladura. Por ejemplo, en algunas formas de realización, un sistema puede identificar, dentro de un barreno, segmentos con propiedades geológicas similares. En algunas formas de realización, un sistema puede identificar secciones o grupos de barrenos con propiedades geológicas similares identificando puntos de cambio a lo largo de una distancia del diseño de voladura, y controlar un caudal de un agente modulador de energía hacia un mezclador con el fin de aportar al barreno un explosivo con un valor de energía explosiva objetivo.

Se entenderá fácilmente que los componentes de las formas de realización según se describe de forma general más adelante y se ilustra en las figuras en la presente memoria podrían disponerse y diseñarse en una amplia variedad de configuraciones diferentes. Por ejemplo, no se requiere que las etapas de un procedimiento se ejecuten necesariamente en un orden específico, o ni siquiera secuencialmente, ni es necesario ejecutar las etapas solo una vez. Por lo tanto, la siguiente descripción, más detallada, de varias formas de realización, según se describe más adelante y se representa en las figuras, no está destinada a limitar el alcance de la exposición, sino que es meramente representativa de varias formas de realización. Aunque los diversos aspectos de las formas de realización se presentan en los dibujos, estos no están dibujados necesariamente a escala a no ser que se indique específicamente lo contrario.

Las expresiones “conectado operativamente a” y “conectado a” se refieren a cualquier forma de interacción entre dos o más entidades, incluida una interacción mecánica, eléctrica, magnética, electromagnética, fluídica y térmica. Dos entidades pueden interaccionar entre sí incluso aunque no estén en contacto directo mutuo. Por ejemplo, dos entidades pueden interaccionar entre sí indirectamente a través de una entidad intermedia.

El término “proximal” se utiliza en la presente memoria para referirse a “cerca de” o “en” el objeto divulgado. Por ejemplo, “proximal a la salida del conducto de aportación” se refiere a cerca de o en la salida del conducto de aportación.

La expresión “punto de cambio” se refiere a un punto de cambio estadísticamente significativo en los datos. De este modo, puntos de cambio dentro de un perfil geológico, tal como un perfil de dureza, son cambios estadísticamente significativos de los valores geológicos en el perfil geológico.

Formas de realización e implementaciones de los sistemas y procedimientos de aportación de explosivos descritos en la presente invención pueden incluir varias etapas, que pueden materializarse en instrucciones ejecutables por máquina para su ejecución por parte de un sistema informático. Un sistema informático puede incluir uno o más ordenadores (u otros dispositivos electrónicos) de propósito general o de propósito especial. El sistema informático puede incluir componentes dehardwareque incluyan lógica específica para llevar a cabo las etapas o puede incluir una combinación dehardware, softwarey/ofirmware.

Se pueden proporcionar formas de realización como un producto de programa informático que incluya un medio legible por ordenador que tenga, almacenadas en el mismo, instrucciones que puedan usarse para programar un sistema informático u otro dispositivo electrónico con el fin de llevar a cabo los procesos descritos en la presente memoria. El medio legible por ordenador puede incluir, aunque sin carácter limitativo: unidades de disco duro, discos flexibles, discos ópticos, CD-ROM, DVD-ROM, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, tarjetas magnéticas u ópticas, dispositivos de memoria de estado sólido, u otros tipos de medios/medios legibles por ordenador adecuados para almacenar instrucciones electrónicas.

Los sistemas informáticos y los ordenadores de un sistema informático pueden conectarse mediante una red. Las redes adecuadas para configuración y/o uso según se describe en la presente memoria incluyen una o más redes de área local, redes de área amplia, redes de área metropolitana y/o redes de Internet ó IP tales como la Red Informática Mundial, una Internet privada, una Internet segura, una red de valor añadido, una red privada virtual, una extranet, una intranet o incluso máquinas autónomas que se comunican con otras máquinas mediante transporte físico de medios. En particular, se puede formar una red adecuada a partir de partes o totalidades de dos o más redes diferentes, incluidas redes que utilizan tecnologías dispares de comunicación en red y dehardware.

Una de las redes adecuadas incluye un servidor y varios clientes; otras redes adecuadas pueden contener otras combinaciones de servidores, clientes y/o nodos de igual a igual, y un sistema informático dado puede funcionar como cliente y como servidor. Cada red incluye por lo menos dos ordenadores o sistemas informáticos, tales como el servidor y/o clientes. Un sistema informático puede incluir una estación de trabajo, un ordenador portátil, un ordenador móvil desconectable, un servidor, un ordenador central, un clúster, un denominado "ordenador de red” o ”cliente ligero”, una tableta, un teléfono inteligente, un asistente personal digital u otro dispositivo informático de mano, un electrodoméstico o dispositivo electrónico de consumo “inteligente”, un dispositivo médico o una combinación de los mismos.

Las redes adecuadas pueden incluirsoftwarede comunicaciones o de interconexión en red, tal como elsoftwaredisponible por Novell®, Microsoft® y otros proveedores, y pueden funcionar utilizando TCP/IP, SPX, IPX y otros protocolos a través de cables de par trenzado, coaxiales o de fibra óptica; líneas telefónicas; ondas de radiocomunicaciones; satélites; retransmisores de microondas; líneas eléctricas de CA moduladas; transferencia por medios físicos; y/u otros “hilos” de transmisión de datos conocidos por aquellos versados en la materia. La red puede abarcar redes más pequeñas y/o puede ser conectable a otras redes a través de una pasarela o mecanismo similar.

Cada sistema informático incluye uno o más procesadores y/o memoria; los sistemas informáticos también pueden incluir varios dispositivos de entrada y/o dispositivos de salida. El procesador puede incluir un dispositivo de propósito general, tal como un microprocesador Intel®, AMD® o de otro tipo “disponible en el mercado”. El procesador puede incluir un dispositivo de procesamiento de propósito especial, tal como un ASIC, SoC, SiP, FPGA, PAL, PLA, FPLA, PLD u otro dispositivo personalizado o programable. La memoria puede incluir RAM estática, RAM dinámica, memoriaflash,uno o más biestables, ROM, CD-ROM, disco, cinta, magnético, óptico u otro medio de almacenamiento informático. El(los) dispositivo(s) de entrada puede(n) incluir un teclado, un ratón, una pantalla táctil, un lápiz óptico, una tableta, un micrófono, un sensor u otrohardwareconfirmwarey/osoftwareadjunto. El(los) dispositivo(s) de salida puede(n) incluir un monitor u otra pantalla, una impresora, un sintetizador de voz o texto, un conmutador, una línea de señal u otrohardwareconfirmwarey/osoftwareadjunto.

Los sistemas informáticos pueden tener la capacidad de utilizar una unidad de disco flexible, una unidad de cinta, una unidad de disco óptico, una unidad de disco magnetoóptico u otros medios para leer un medio de almacenamiento. Un medio de almacenamiento adecuado incluye un dispositivo de almacenamiento magnético, óptico u otro dispositivo de almacenamiento legible por ordenador que presente una configuración física específica. Los dispositivos de almacenamiento adecuados incluyen discos flexibles, discos duros, cinta, CD-ROMs, DVD, PROM, RAM, memoriaflashy otros dispositivos de almacenamiento de sistemas informáticos. La configuración física representa datos e instrucciones que consiguen que el sistema informático funcione de una manera específica y predefinida según se describe en la presente memoria.

Aquellos versados en la materia(s) pertinente(s) proporcionarán fácilmentesoftwareadecuado para facilitar la implementación de la invención usando las enseñanzas aquí presentadas y lenguajes y herramientas de programación, tales como Java, Pascal, C++, C, PHP, .Net, lenguajes de bases de datos, APIs, SDKs, ensamblador,firmware,microcódigo y/u otros lenguajes y herramientas. Se pueden materializar formatos de señal adecuados en forma analógica o digital, con o sin detección de errores y/o bits de corrección, encabezamientos de paquetes, direcciones de red en un formato específico y/u otros datos de soporte proporcionados fácilmente por aquellos versados en la(s) materia(s) pertinente(s).

Aspectos de ciertas formas de realización se pueden implementar como módulos o componentes desoftware.Tal como se usa en la presente memoria, un módulo o componente desoftwarepuede incluir cualquier tipo de instrucción informática o código ejecutable por ordenador situado dentro de, o en, un medio de almacenamiento legible por ordenador. Un módulo desoftwarepuede comprender, por ejemplo, uno o más bloques físicos o lógicos de instrucciones informáticas, que pueden organizarse en forma de una rutina, programa, objeto, componente, estructura de datos, etc., que lleva a cabo una o más tareas o puede implementar tipos de datos abstractos particulares. Un módulo desoftwareparticular puede comprender instrucciones dispares almacenadas en diferentes ubicaciones de un medio de almacenamiento legible por ordenador, que juntas implementan la funcionalidad descrita del módulo. De hecho, un módulo puede comprender una única instrucción o muchas instrucciones, y se puede distribuir sobre varios segmentos de código diferentes, entre programas diferentes y a lo largo de varios medios de almacenamiento legibles por ordenador.

Algunas formas de realización se pueden llevar a la práctica en un entorno informático distribuido en el que se llevan a cabo tareas mediante un dispositivo de procesamiento remoto enlazado a través de una red de comunicaciones. En un entorno informático distribuido, se pueden situar módulos desoftwareen medios de almacenamiento legibles por ordenador locales y/o remotos. Además, los datos que se vinculan o se juntan en un registro de una base de datos pueden residir en el mismo medio de almacenamiento legible por ordenador, o a lo largo de varios medios de almacenamiento legibles por ordenador, y se pueden enlazar entre sí en campos de un registro de una base de datos sobre una red. Según una forma de realización, un sistema de gestión de bases de datos (DBMS) permite que usuarios interaccionen con una o más bases de datos y proporciona acceso a los datos contenidos en las bases de datos. La invención es un sistema de aportación de explosivos según la reivindicación 1 y un procedimiento de aportación de explosivos según la reivindicación 8.

El sistema de aportación de explosivos comprende un primer depósito configurado para almacenar un agente modulador de energía, tal como un agente reductor de densidad, y un segundo depósito configurado para almacenar una sustancia energética, tal como una matriz de emulsión, y un mezclador configurado para combinar la sustancia energética y el agente modulador de energía en un explosivo, tal como un explosivo en emulsión. El mezclador está conectado operativamente al primer depósito y al segundo depósito. Un dispositivo de aportación, tal como un conducto de aportación, está operativamente conectado al mezclador, al primer depósito y al segundo depósito, y configurado para transportar el explosivo a un barreno.

El sistema de aportación de explosivos comprende circuitería de procesador para recibir dimensiones del barreno. La circuitería de procesador está configurada para determinar puntos de cambio dentro de un perfil geológico, donde el perfil geológico puede incluir valores de dureza que representan características geológicas, tales como dureza, a todo lo largo del barreno. La circuitería de procesador está configurada para segmentar el barreno en grupos separados por los puntos de cambio. Adicionalmente, la circuitería de procesador está configurada para determinar un valor de dureza representativo para cada grupo. Adicionalmente, la circuitería de procesador está configurada para determinar un valor de energía explosiva objetivo para cada grupo basándose en el valor de dureza representativo, con lo cual se genera un perfil de energía explosiva objetivo que comprende valores de energía explosiva objetivo a todo lo largo del barreno. El sistema está configurado para controlar un caudal del agente modulador de energía, tal como un agente reductor de densidad, hacia el mezclador con el fin de variar la energía del explosivo según se requiera de acuerdo con el perfil de energía explosiva objetivo.

El procedimiento de aportación de explosivos comprende recibir dimensiones del barreno. El procedimiento comprende además determinar cualesquiera puntos de cambio dentro de un perfil geológico, comprendiendo el perfil geológico datos geológicos tales como valores de dureza que representan características de dureza geológica a lo largo de una longitud del barreno. El procedimiento comprende además segmentar el barreno en uno o más grupos separados por los puntos de cambio. El procedimiento comprende además determinar un valor de dureza representativo para cada grupo. El procedimiento comprende además determinar un valor de energía explosiva objetivo, tal como un valor de densidad de emulsión objetivo, para cada grupo de entre un grupo o varios grupos basándose en el valor de dureza representativo. El procedimiento comprende además mezclar una sustancia energética (por ejemplo, una matriz de emulsión) y el agente modulador de energía (por ejemplo, un agente reductor de densidad) en un explosivo. El procedimiento comprende además controlar un caudal del agente modulador de energía para lograr la energía explosiva objetivo para cada grupo.

En la presente memoria se divulgan también unos medios no transitorios legibles por ordenador. En algunas formas de realización, los medios comprenden instrucciones para, al producirse la ejecución de las instrucciones por parte de uno o más procesadores, conseguir que un sistema de aportación de explosivos reciba dimensiones de un barreno y determine cualesquiera puntos de cambio dentro de un perfil geológico, comprendiendo el perfil geológico datos geológicos tales como valores de dureza que representan características de dureza a lo largo de una longitud del barreno. Los medios pueden comprender además instrucciones para segmentar el barreno en uno o más grupos separados por cualesquiera puntos de cambio identificados. Los medios pueden comprender además instrucciones para identificar un valor de dureza representativo dentro de cada grupo. Los medios pueden comprender además instrucciones para determinar una energía explosiva objetivo o una densidad de emulsión objetivo para cada grupo basándose en el valor de dureza representativo, con lo cual se genera bien un perfil de energía explosiva objetivo o bien un perfil de densidad de emulsión objetivo que comprende valores objetivo a todo lo largo del barreno.

Un gran parte de la exposición de la presente memoria es específica de explosivos en emulsión donde la matriz de emulsión es la sustancia energética y el agente reductor de densidad es el agente modulador de energía. La exposición de la presente memoria en relación con explosivos en emulsión es aplicable a otros explosivos. Asimismo, la exposición de la presente memoria en relación con explosivos de manera general es aplicable a explosivos en emulsión. Los explosivos en emulsión son un ejemplo de un explosivo contemplado con esta exposición. Otros ejemplos de explosivos son ANFO, ANFO pesado y mezclas de perlas de ANFO o nitrato de amonio (AN) con explosivos en emulsión. Los sistemas y procedimientos divulgados en la presente memoria son aplicables a una variedad de explosivos. Por ejemplo, la sustancia energética puede ser ANFO y, con el ANFO, se puede mezclar un agente modulador de energía en cantidades variables a medida que el ANFO se introduce mediante tornillos sin fin en el barreno, para, de este modo, aumentar o reducir el nivel de energía del ANFO en profundidades particulares del barreno de acuerdo con un perfil de energía explosiva objetivo. En otro ejemplo, la perla de ANFO o AN puede ser el agente modulador de energía y un explosivo en emulsión puede ser la sustancia energética. En este ejemplo, el explosivo en emulsión puede estar a una densidad constante o variable. La perla de ANFO o AN se puede mezclar con el explosivo en emulsión en cantidades variables a medida que se desplaza mediante tornillo sin fin o se bombea hacia el barreno, para, de este modo, aumentar o reducir el nivel de energía de la mezcla explosiva en profundidades particulares del barreno de acuerdo con un perfil de energía explosiva objetivo. Alguien con conocimientos habituales en la materia, contando con esta exposición, entenderá que, con los sistemas y procedimientos divulgados en la presente memoria, se puede utilizar una variedad de sustancias energéticas y agentes moduladores de energía.

Volviendo a continuación a las figuras, la figura 1 ilustra una vista lateral de una forma de realización de un camión 102 equipado con un sistema de aportación de explosivos 100 para ajustar automáticamente la densidad de un explosivo en emulsión para varios segmentos en un barreno o varios grupos de barrenos dentro de un diseño de voladura. Según se muestra, el sistema de aportación de explosivos 100 puede incluir un primer depósito 10, un segundo depósito 20 y un mezclador 40 montados en el camión 102.

Se puede formar un explosivo en emulsión mezclando el contenido del primer depósito 10 y el segundo depósito 20. El primer depósito 10 puede almacenar un agente reductor de densidad. El segundo depósito 20 almacena una matriz de emulsión. El mezclador 40 está conectado operativamente al primer depósito 10 y al segundo depósito 20. El mezclador 40 combina el agente reductor de densidad y la matriz de emulsión obteniendo un explosivo en emulsión. En algunas formas de realización, el agente reductor de densidad comprende un agente químico de gasificación.

El mezclador 40 puede combinar el agente reductor de densidad y la matriz de emulsión en uno o más lugares. En algunas formas de realización, el mezclador 40 puede combinar el agente reductor de densidad y la matriz de emulsión en el camión 102, en un conducto de aportación 80 y/o en un barreno 104. En algunas formas de realización, el conducto de aportación 80 está conectado indirectamente al primer depósito 10 y al segundo depósito 20. Por ejemplo, según se muestra, el mezclador 40 puede conectar el conducto de aportación 80, el primer depósito 10 y el segundo depósito 20. En esta disposición, el mezclador 40 puede producir un explosivo en emulsión 85 en el camión 102. En algunas formas de realización, el conducto de aportación 80 está configurado para introducir el agente reductor de densidad en la matriz de emulsión proximal a una entrada del mezclador cuando el mezclador está situado en la boquilla 90.

En algunas formas de realización, el mezclador 40 puede producir el explosivo en emulsión 85 dentro del barreno 104. Por ejemplo, el mezclador puede estar situado en una boquilla 90 proximal a una salida del conducto de aportación 80 y el mezclador 40 puede no estar presente. En estas formas de realización, el conducto de aportación 80 puede incluir un tubo para transportar matriz de emulsión y un tubo aparte para transportar el agente reductor de densidad a la boquilla 90 con el fin de combinarlo con la matriz de emulsión. En formas de realización en las que la boquilla 90 se usa para mezclar el agente reductor de densidad y la matriz de emulsión, la densidad del explosivo en emulsión 85 que se transporta hacia el barreno 104 se puede cambiar de forma rápida y con precisión.

La boquilla 90 está conectada en el extremo del conducto de aportación 80. El conducto de aportación 80 está conectado operativamente al mezclador 40. El conducto de aportación 80 y la boquilla 90 están configurados para transportar el explosivo en emulsión 85 hacia el barreno 104. El camión 102 se posiciona cerca del barreno vertical 104. El conducto de aportación 80 se desenrolla de un carrete de manguera 92 y se introduce en el barreno vertical 104.

En algunas formas de realización, el sistema de aportación de explosivos 100 comprende una circuitería de procesador 110 para determinar segmentos 112, 114 dentro del barreno 104 con características diferentes de dureza geológica. La circuitería de procesador 110 también puede controlar un caudal del agente reductor de densidad en el primer depósito 10 para lograr una densidad de emulsión objetivo basándose en las características de dureza geológica para cada segmento. Por consiguiente, el sistema de aportación de explosivos 100 puede ajustar automáticamente la densidad de un explosivo en emulsión para los segmentos 112, 114 del barreno 104. Diferenciando los segmentos 112, 114 y ajustando la densidad del explosivo en emulsión 85 dentro de cada segmento 112, 114, la voladura se puede acomodar a las propiedades geológicas del barreno particular y se pueden incrementar así las velocidades de excavación y la productividad en la molienda.

En algunas formas de realización, la circuitería de procesador 110 puede determinar que al barreno 104 se le ha aportado un primer grupo explosivo en emulsión con una primera densidad y que al barreno 104 se le va a aportar un segundo grupo explosivo en emulsión con una segunda densidad. Por ejemplo, la circuitería de procesador 110 puede determinar que se ha alcanzado un volumen suficiente de explosivo para rellenar una longitud o profundidad particular del barreno 104. A continuación, la circuitería de procesador 110 puede modificar el caudal del agente reductor de densidad de tal manera que el explosivo en emulsión 85 aportado por el conducto de aportación 80 tenga la densidad de emulsión objetivo asociada al segundo grupo de explosivo en emulsión.

Por ejemplo, la circuitería de procesador 110 puede monitorizar una velocidad de aportación de la matriz de emulsión para determinar, basándose en las dimensiones del barreno 104 y la expansión de la matriz de emulsión debido a la gasificación (es decir, la formación del explosivo en emulsión), un grupo en curso, del barreno 104, que se está rellenando. En algunas formas de realización, la profundidad del conducto de aportación 80 puede basarse en la cantidad de conducto de aportación 80 que hay en el tambor de manguera 92.

Cuando la circuitería de procesador 110 determina que un segundo grupo explosivo en emulsión con una segunda densidad se va a aportar al barreno 104, la circuitería de procesador 110 puede modificar el caudal del agente reductor de densidad de tal manera que el explosivo en emulsión 85 aportado por el conducto de aportación 80 presente la densidad de emulsión objetivo asociada al segundo grupo explosivo en emulsión. Por ejemplo, la circuitería de procesador 110 puede enviar una señal al mezclador 40 para aumentar la cantidad del agente reductor de densidad o para reducir la densidad del explosivo en emulsión 85.

En algunas formas de realización, el sistema de aportación de explosivos 100 puede comprender un dispositivo de almacenamiento de memoria 120. El dispositivo de almacenamiento de memoria 120 puede almacenar una tabla que comprende densidades de emulsión objetivo para una pluralidad de valores de dureza. En algunas formas de realización, para determinar la densidad de emulsión objetivo para cada grupo, la circuitería de procesador 110 accede a la tabla y localiza una densidad de emulsión objetivo basándose en el valor de dureza representativo identificado para cada grupo.

La circuitería de procesador 110 puede recibir información más detallada sobre cada uno de los barrenos, incluido el perfil geológico. En algunas formas de realización, la circuitería de procesador 110 genera un perfil geológico basándose en uno o más tipos de datos geológicos. Los ejemplos no limitativos de datos geológicos incluyen mineralogía (elemental y/o mineral), estructura litológica (primaria, secundaria y/o textura), porosidad, dureza, resistencia de la roca y densidad. “Textura” se refiere al tamaño, la forma y la disposición de los cristales interconectados del mineral que forman una roca u otro material. Los datos geológicos se pueden usar para determinar características geológicas adicionales, tales como friabilidad y fragmentabilidad. Los datos geológicos se pueden determinar directa o indirectamente a partir de fuentes tales como datos sísmicos, datos de perforación, detritus de perforación, muestras de testigo o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, se pueden analizar detritus de perforación y/o muestras de testigo usando fluorescencia de rayos X o rayos gamma, microscopía electrónica de barrido y otras técnicas de espectroscopia y/o microscopía. Los datos geológicos pueden incluir información basada en incrementos, tal como por pie de distancia.

En el caso de datos de perforación, la circuitería de procesador 110 puede recibir datos de perforación, un diámetro del barreno 104 y la longitud del barreno 104. Los datos de perforación pueden incluir información basada en incrementos, tal como por pie de distancia. Los datos de perforación pueden incluir información tal como tamaño de las brocas, velocidad de giro de las brocas, par de la broca, velocidad de penetración, vibración de la broca, presión descendente, presión del aire de achique, ubicación del orificio, número de los orificios y longitud o profundidad de los orificios. Los datos de perforación pueden ponerse en correlación con las propiedades geológicas a todo lo largo del barreno. De este modo, se pueden usar datos de perforación para generar valores de dureza a todo lo largo del barreno (es decir, el perfil de dureza). Por ejemplo, la circuitería de procesador 110 puede recibir los datos de perforación y generar el perfil de dureza o puede recibir el perfil de dureza de otro sistema que generó el perfil de dureza a partir de los datos de perforación. La circuitería de procesador 110 puede recibir datos de perforación directamente de uno o más equipos de perforación o de una fuente independiente que haya recibido los datos de perforación. La circuitería de procesador también puede recibir el perfil de dureza y las dimensiones del barreno, en lugar de recibir los datos de perforación.

En el caso de los datos sísmicos, la circuitería de procesador 110 puede recibir datos de uno o más geófonos u otros sensores sísmicos. Los geófonos pueden registrar vibraciones durante la perforación y/o por cargas de prueba. La circuitería de procesador 110 puede comparar la vibración sísmica en una fuente (por ejemplo, la perforación o carga de prueba) y las vibraciones sísmicas en el geófono o geófonos. Basándose por lo menos en el retardo, la frecuencia y la amplitud de las vibraciones sísmicas, la circuitería de procesador 110 puede determinar propiedades geológicas (por ejemplo, fragmentación, densidades compuestas, composiciones, impedancias de la roca, valor de dureza, módulo de Young, deformación por cizallamiento u otras propiedades de este tipo).

En algunas formas de realización, la circuitería de procesador 110 puede determinar un perfil de energía que comprende una energía explosiva objetivo para uno o más grupos de barrenos, y un procesador en el camión 102 para aportar el explosivo de acuerdo con el perfil de energía.

En algunas formas de realización, la circuitería de procesador 110 recibe un diseño de voladura que comprende datos de ubicación de una pluralidad de barrenos y valores geológicos asociados a la pluralidad de barrenos. Los valores geológicos representan características geológicas de la pluralidad de barrenos. En algunas formas de realización, los valores geológicos comprenden un valor geológico promedio para cada uno de la pluralidad de barrenos. Por ejemplo, cuando los valores geológicos incluyen valores de dureza, entonces el valor de dureza puede ser un valor de dureza promedio para cada uno de la pluralidad de barrenos.

La circuitería de procesador 110 puede determinar cualesquiera puntos de cambio de los valores geológicos a lo largo de una distancia del diseño de voladura. La distancia del diseño de voladura en la que la circuitería de procesador va a determinar cualesquiera puntos de cambio de los valores geológicos puede ser una hilera o una línea de orificios en una dirección de carga. En algunas formas de realización, se pueden determinar puntos de cambio en las direcciones tanto de separación como de carga de un diseño de voladura. En algunas formas de realización, se pueden determinar puntos de cambio de una hilera a otra. En algunas formas de realización, se puede usar un barreno de anclaje como ubicación inicial, y se determinan puntos de cambio a lo largo de una línea del plan de voladura con una pluralidad de ángulos.

En algunas formas de realización, la circuitería de procesador 110 puede determinar cambios de segmento usando una tabla de consulta en la que se podría utilizar el tipo de material, la dureza promedio y el diámetro del orificio (como ejemplo) para proporcionar un perfil de carga para cada orificio. Los perfiles de carga se podrían aplicar de manera individual a cada orificio.

La circuitería de procesador 110 puede segmentar el diseño de voladura en uno o más grupos de barrenos separados por cualesquiera puntos de cambio identificados. Adicionalmente, la circuitería de procesamiento 110 puede determinar una energía explosiva objetivo para cada grupo de barrenos basándose en un valor geológico representativo para cada grupo de barrenos, con lo cual se genera un perfil de energía objetivo que comprende valores de energía explosiva objetivo para cada barreno de la pluralidad de barrenos. En algunas formas de realización, para determinar la energía explosiva objetivo para cada grupo se utiliza la cantidad disponible de material explosivo. La circuitería de procesamiento 110 puede controlar un caudal del agente modulador de energía hacia el mezclador para aportar, mediante el dispositivo de aportación, el explosivo con un valor de energía explosiva objetivo al barreno 104 de acuerdo con el perfil de energía objetivo.

Alternativamente, la circuitería de procesador 110 puede determinar cambios de segmento basándose en otros procedimientos. Por ejemplo, cuando se desean tres segmentos, los barrenos se pueden separar numéricamente en una categoría de dureza baja, una categoría de dureza media y una categoría de dureza alta. En ese ejemplo, los barrenos del primer segmento, la categoría de dureza baja, podrían rellenarse con ANFO y un agente de carga, para reducir la energía del ANFO. Los barrenos del segundo segmento, la categoría de dureza media, podrían rellenarse con ANFO. Los barrenos del tercer segmento, la categoría de dureza alta, podrían rellenarse con ANFO pesado.

La figura 2A ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización de un procedimiento 250 de aportación de explosivos. El procedimiento 250 descrito con referencia a la figura 2A se puede ejecutar por medio de circuitería de procesador, tal como la circuitería de procesador 110 de la figura 1.

En esta forma de realización, el procedimiento 250 comprende recibir 252 un perfil geológico. El perfil geológico puede incluir valores geológicos que representan una o más características geológicas de la pluralidad de barrenos del plan de voladura. En algunas formas de realización, el procedimiento incluye recibir datos de perforación que comprenden características de dureza geológica, un diámetro del barreno y una longitud del barreno. Esta información puede ser proporcionada directamente por datos recibidos durante una operación de perforación, o la puede introducir un operario. En algunas formas de realización, el procedimiento incluye recibir datos sísmicos. En algunas formas de realización, el procedimiento 250 incluye generar un perfil de dureza basándose en datos de perforación y/o datos sísmicos.

El procedimiento 250 incluye, además, determinar 254 cualesquiera puntos de cambio, a los que, en ocasiones, también se les hace referencia como puntos de inflexión, dentro del perfil geológico. En algunas formas de realización, el procedimiento determina 254 puntos de cambio sobre las coordenadas de la pluralidad de barrenos del plan de voladura (por ejemplo, figuras 13 y 14). En algunas formas de realización, el procedimiento determina 254 puntos de cambio dentro de un barreno (por ejemplo, figura 2B).

Véase la figura 3 en calidad de ilustración sobre cómo una forma de realización halla puntos de cambio dentro del perfil geológico. En algunos perfiles geológicos no se producen puntos de cambio. Esto da como resultado una densidad de emulsión objetivo única destinada a utilizarse para un plan de voladura en su totalidad. En otros perfiles geológicos, se producen uno o más puntos de cambio, tales como múltiples puntos de cambio que dan como resultado múltiples grupos con una o más densidades de emulsión objetivo diferentes. Por ejemplo, los puntos de cambio se pueden determinar utilizando una técnica de análisis secuencial, tal como una técnica de suma acumulada, u otras técnicas que determinan el nivel de confianza de un cambio del impulso de una serie de datos.

En algunas formas de realización, la densidad de emulsión se puede variar dentro de un barreno. Por ejemplo, un usuario puede preseleccionar un perfil deseado para barrenos en un diseño de voladura. El perfil puede ser exclusivo para cada barreno, se puede aplicar a todos los barrenos o a un grupo de barrenos. Así, la distribución de energía dentro de cada orificio puede variar sobre la base del perfil preseleccionado.

Deberá entenderse que los procedimientos divulgados de variación de la energía explosiva de explosivos en un barreno se pueden utilizar para implementar cualquier número de perfiles de energía explosiva deseados del producto sensibilizado. Por ejemplo, puede ser deseable tener un explosivo de densidad menor en una parte superior de un barreno y un explosivo de densidad mayor en el fondo de un barreno. Por ejemplo, la distribución de energía de un barreno puede ser aproximadamente piramidal. En otro ejemplo, el perfil de energía puede tener un explosivo de densidad mayor en la parte superior del barreno. La distribución de energía resultante del barreno puede ser una pirámide invertida. Todavía en otro ejemplo, el explosivo próximo a una sección central del barreno puede tener una densidad mayor que la parte superior o el fondo, dando como resultado una distribución de energía con forma convexa.

El procedimiento 250 incluye, además, segmentar 256 el perfil geológico en uno o más grupos separados por cualesquiera puntos de cambio identificados. Los grupos pueden ser segmentos verticales dentro de un barreno y/o grupos de barrenos sobre las coordenadas de un plan de voladura. El procedimiento 250 incluye, además, determinar 258 un valor geológico representativo para cada grupo. El valor geológico representativo se puede definir mediante una distribución de probabilidad, un valor geológico promedio, un valor geológico máximo o un valor geológico mínimo para un grupo particular. Los ejemplos de una distribución de probabilidad incluyen la media, la mediana o la moda de los valores geológicos para un grupo en particular.

El procedimiento 250 incluye, además, determinar 260 un valor de energía explosiva objetivo, tal como una densidad de emulsión objetivo, para cada grupo basándose en el valor geológico representativo para cada grupo, con lo cual se genera un perfil de energía explosiva objetivo que comprende valores de energía explosiva objetivo para cada segmento. En algunas formas de realización, determinar el valor de energía explosiva objetivo para cada grupo comprende acceder a una tabla y localizar el valor de energía explosiva objetivo basándose en el valor geológico representativo asociado a cada grupo. La tabla puede incluir valores de energía explosiva objetivo para una pluralidad de valores geológicos.

Los valores de energía explosiva objetivo se pueden hallar a partir de un algoritmo, basándose en experiencias previas, o mediante una combinación de los mismos. Por ejemplo, en formas de realización en las que se utiliza un algoritmo para generar el perfil de dureza a partir de datos de perforación y/o datos sísmicos, los valores de dureza generados pueden ser valores relativos, y no valores absolutos. Cuando se generan valores relativos, puede resultar beneficioso en ese caso efectuar una o más cargas de prueba en el sitio de la voladura y comparar el rendimiento de diferentes valores de energía explosiva objetivo a valores de dureza particulares dentro de los barrenos de prueba. Por ejemplo, de esta manera, se pueden ajustar con precisión las densidades de emulsión objetivo correlacionadas con valores de dureza particulares. Dicho de otra manera, la salida del algoritmo utilizado para generar el perfil de dureza se puede ajustar con precisión con una o más voladuras de prueba. De este modo, las densidades de emulsión objetivo generan un perfil de densidad objetivo que comprende valores de densidad de emulsión objetivo a todo lo largo del barreno. El perfil de energía objetivo, tal como un perfil de densidad objetivo, se puede modificar con la longitud del retacado, la ubicación y longitud de la cubierta de aire, otras regiones desprovistas de explosivo en emulsión, o combinaciones de las mismas.

Se pueden usar voladuras de prueba y/o voladuras previas para ajustar con precisión el perfil de energía objetivo con el fin de obtener un tamaño de fragmentación deseado. La retroalimentación de las voladuras de prueba y/o voladuras previas puede incluir datos del tamaño de fragmentación procedentes de un análisis de la molienda, un análisis de la pila de escombros o un análisis del transportador. El procedimiento 250 puede incluir cambiar densidades de emulsión asociadas a valores de dureza para optimizar futuras voladuras sobre la base de la retroalimentación. Por ejemplo, la futura voladura puede tener un tamaño de fragmentación optimizado sobre la base de la retroalimentación. Optimizar el tamaño de fragmentación futuro puede incluir ajustar el perfil de energía objetivo para modificar el tamaño de fragmentación de manera que los fragmentos se acerquen más a un tamaño objetivo o deseado. Por ejemplo, un sistema puede modificar los valores de una tabla de consulta que es usada por el sistema para determinar valores objetivo de la explosión. Por ejemplo, si la tabla incluye valores de energía explosiva objetivo para una pluralidad de valores geológicos, el sistema puede usar la retroalimentación para modificar los valores de energía explosiva objetivo, la pluralidad de valores geológicos o ambos. Por ejemplo, las salidas del algoritmo utilizado para generar los valores geológicos y/o el perfil geológico se pueden ajustar con precisión de manera que se logre un tamaño de fragmentación deseado. En algunas formas de realización, el procedimiento 250 puede modificar los valores geológicos para un grupo sobre la base de la retroalimentación. En algunas formas de realización, el procedimiento 250 puede modificar la segmentación sobre la base de la retroalimentación. En algunas formas de realización, el procedimiento 250 puede modificar uno o más de entre la tabla de consulta, los valores geológicos para un grupo y la segmentación sobre la base de la retroalimentación.

El procedimiento 250 puede incluir, además, controlar 264 un caudal del agente modulador de energía hacia el mezclador para lograr el valor de energía explosiva objetivo para el barreno que se está rellenando.

El procedimiento 250 puede incluir, además, que el operario confirme o introduzca la profundidad de cualquier masa agua presente en el barreno. La densidad de emulsión objetivo para explosivos en contacto con agua puede aumentarse automáticamente a más de 1 g/cm2, si la densidad de emulsión objetivo para el grupo no fuera ya superior a 1 g/cm2.

En algunas formas de realización, solo se puede llevar a cabo una parte de las etapas del procedimiento 250. Por ejemplo, cuando el perfil geológico, en lugar de ser recibido, es generado, entonces puede no llevarse a cabo la etapa 252. Todavía en otro ejemplo, en algunas formas de realización solamente se pueden llevar a cabo las etapas 254 a 260. Adicionalmente, en algunas formas de realización, algunas de las etapas del procedimiento 250 se pueden combinar conjuntamente en una sola etapa.

La figura 2B ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización de un procedimiento 200 de aportación de explosivos con energía explosiva objetivo variable dentro de un barreno. El procedimiento 200 puede segmentar un barreno y determinar una densidad de emulsión objetivo para cada sección del barreno. El procedimiento 200 descrito con referencia a la figura 2B puede ejecutarse mediante circuitería de procesador, tal como la circuitería de procesador 110 de la figura 1.

En esta forma de realización, el procedimiento 200 comprende recibir 202 un perfil geológico y dimensiones del barreno. El perfil geológico puede incluir valores de dureza u otros valores geológicos que representan una o más características geológicas a lo largo de la profundidad del barreno. En algunas formas de realización, el procedimiento incluye recibir datos de perforación que comprenden características de dureza geológica, un diámetro del barreno y una longitud del barreno. Esta información puede ser proporcionada directamente por datos recibidos durante una operación de perforación, o la puede introducir el operario. En algunas formas de realización, el procedimiento 200 incluye recibir datos sísmicos. En algunas formas de realización, el procedimiento 200 incluye generar un perfil de dureza basándose en datos de perforación y/o datos sísmicos.

El procedimiento 200 incluye, además, determinar 204 cualesquiera puntos de cambio, a los que, en ocasiones, también se les hace referencia como puntos de inflexión, dentro del perfil geológico. Véase la figura 3 en calidad de ilustración sobre cómo una forma de realización halla puntos de cambio dentro del perfil geológico. En algunos perfiles geológicos, no se producen puntos de cambio. Esto da como resultado una única densidad de emulsión objetivo destinada a utilizarse para todo un barreno. En otros perfiles geológicos, se producen uno o más puntos de cambio, tales como múltiples puntos de cambio que dan como resultado múltiples grupos con una o más densidades de emulsión objetivo diferentes. Por ejemplo, los puntos de cambio se pueden determinar utilizando una técnica de análisis secuencial, tal como una técnica de suma acumulada, u otras técnicas que determinan el nivel de confianza de un cambio en el impulso en una serie de datos.

El procedimiento 200 incluye, además, segmentar 206 el barreno en grupos separados por los puntos de cambio. El número de segmentos puede verse limitado por parámetros físicos del barreno y/o del sistema de aportación de explosivos. Por ejemplo, el número máximo de segmentos admitidos se puede basar en parámetros del barreno, el caudal del equipo del sistema de aportación y/o limitaciones o sensibilidad del sistema de control para el equipo del sistema de aportación. En algunas formas de realización, el sistema de control para el equipo del sistema de aportación puede permitir únicamente un cierto número de cambios de densidad, tal como, por ejemplo, cuatro, seis u ocho cambios de densidad (lo que equivale a cuatro, seis u ocho segmentos en el barreno). Los parámetros del barreno pueden incluir la profundidad del retacado, la longitud del barreno y el diámetro del barreno. El procedimiento 200 puede incluir determinar un número máximo de cambios de densidad alcanzable por el equipo del sistema de aportación, el sistema de control o ambos. El procedimiento 200 puede incluir eliminar segmentos o partes de segmentos que se van a ocupar con el retacado, cubiertas de aire, otras regiones desprovistas de explosivo en emulsión o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, un operario puede introducir en una interfaz de usuario la longitud del retacado y cualquier ubicación y longitud de la cubierta de aire, y la circuitería de procesador puede modificar de forma correspondiente los segmentos. La circuitería de procesador también puede recibir esa información de otras maneras.

El procedimiento 200 incluye, además, determinar 208 un valor geológico representativo para cada grupo. El valor geológico representativo se puede definir mediante una distribución de probabilidad, un valor geológico máximo o un valor geológico mínimo para un grupo particular. Los ejemplos de distribución de probabilidad incluyen la media, la mediana o la moda de los valores geológicos para un grupo en particular.

El procedimiento 200 incluye, además, determinar 210 un valor de energía explosiva objetivo, tal como una densidad de emulsión objetivo, para cada grupo basándose en el valor geológico representativo para cada grupo. En algunas formas de realización, determinar el valor de energía explosiva objetivo para cada grupo comprende acceder a una tabla y localizar el valor de energía explosiva objetivo basándose en el valor geológico representativo asociado a cada grupo. La tabla puede incluir valores de energía explosiva objetivo para una pluralidad de valores geológicos. Los valores de energía explosiva objetivo se pueden hallar a partir de un algoritmo, basándose en experiencias previas, o mediante una combinación de los mismos. Por ejemplo, en formas de realización en las que se usa un algoritmo para generar el perfil geológico a partir de datos de perforación y/o datos sísmicos, los valores geológicos generados pueden ser valores relativos, y no valores absolutos. Cuando se generan valores relativos, puede resultar beneficioso en ese caso efectuar una o más cargas de prueba en el sitio de la voladura y comparar el rendimiento de diferentes valores de energía explosiva objetivo a valores geológicos particulares dentro de los barrenos de prueba. Por ejemplo, de esta manera, se pueden ajustar con precisión las densidades de emulsión objetivo que están en correlación con valores geológicos particulares. Dicho de otra manera, la salida del algoritmo utilizado para generar el perfil geológico se puede ajustar con precisión con una o más voladuras de prueba. De este modo, las densidades de emulsión objetivo generan un perfil de densidad objetivo que comprende valores de densidad de emulsión objetivo a todo lo largo del barreno. El perfil de energía objetivo, tal como un perfil de densidad objetivo, se puede modificar con la longitud del retacado, la ubicación y longitud de la cubierta de aire, otras regiones desprovistas de explosivo en emulsión, o combinaciones de las mismas.

El procedimiento 200 puede incluir, además, monitorizar 212 el nivel del explosivo en el barreno. Por ejemplo, el procedimiento 200 puede determinar un grupo en curso basándose en el volumen de explosivo que se ha aportado al barreno y la geometría conocida del barreno. El procedimiento 200 puede determinar que se ha rellenado un grupo en curso y que se va a rellenar un grupo nuevo.

El procedimiento 200 puede incluir, además, controlar 214 un caudal del agente modulador de energía hacia el mezclador para alcanzar el valor de energía explosiva objetivo para el grupo en el nivel del explosivo. Por ejemplo, cuando se supera un punto de cambio, el procedimiento 200 puede ajustar el explosivo al valor de energía explosiva objetivo asociado al grupo nuevo, tal como ajustando la densidad del explosivo cuando el explosivo contiene un explosivo en emulsión.

Adicionalmente, el operario puede confirmar o modificar la longitud del barreno asociada al perfil geológico, sobre la base de la longitud real del barreno, en comparación con la longitud del barreno que se registra durante la perforación. El procedimiento 200 puede incluir modificar la longitud del último grupo o del primer grupo para absorber desviaciones entre la longitud del barreno asociada al perfil geológico y la longitud real del barreno.

La figura 3 ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización de un procedimiento 300 de determinación de puntos de cambio de un perfil geológico, ejemplificado para un perfil de dureza, de un barreno. El procedimiento 300 descrito en referencia a la figura 3 puede ejecutarse mediante circuitería de procesador, tal como la circuitería de procesador 110 de la figura 1. Utilizando un planteamiento de suma acumulada, la circuitería de procesador puede llevar a cabo un análisis iterativo sobre un perfil de dureza y comparar la diferencia acumulada para cada iteración con “ruido” aleatorio. Basándose en la comparación con el ruido, se puede hallar un nivel de confianza para posibles puntos de cambio. El proceso se puede repetir de forma iterativa sobre subconjuntos de valores de dureza para identificar cualesquiera puntos de cambio adicionales.

Los valores de dureza se pueden incluir con datos generados a partir de la perforación de un barreno, pueden generarse a partir de datos de perforación, pueden generarse a partir de datos sísmicos o pueden ser recibidos de forma independiente por la circuitería de procesador 110.

El procedimiento 300 puede incluir calcular 302 una diferencia acumulada entre valores de dureza reales y una media de los valores de dureza correspondiente al barreno. El perfil de dureza puede incluir valores de dureza basados en incrementos, tales como por pie de distancia. Cuando los incrementos son consistentes, entonces cada incremento puede tratarse como un segmento a efectos de suma acumulada. La diferencia acumulada (Sx) se puede hallar sumando la diferencia acumulada de los segmentos anteriores (Sx-1) y la diferencia entre la dureza del segmento en curso (H1) y la dureza media (iti<h>) del conjunto de valores de dureza, de tal manera que:

Sx = Sx_1 (Hx - mh)Ecuación 1

La ecuación 1 se puede aplicar secuencialmente a cada segmento. Usando este planteamiento específico de suma acumulada, la primera diferencia acumulada (So) y el último punto de los datos acumulados siempre serán cero.

El procedimiento 300 puede además determinar 304 un primer valor pico de la diferencia acumulada. Los procedimientos de determinación de valores pico (que pueden ser positivos o negativos) pueden incluir plasmar el valor de cada diferencia. Todos los cambios de dirección en la diferencia acumulada plasmada representan un cambio, o un punto de cambio potencial, en el perfil de dureza. Se pueden usar otros planteamientos matemáticos para determinar cambios de dirección en los datos.

Seguidamente, se puede evaluar el cambio de dirección para determinar si el cambio es estadísticamente significativo. Por lo tanto, la circuitería de procesador puede someter a prueba el posible punto de cambio para ver si se trata solamente de ruido o se ha producido en realidad un cambio cuantificable en la media.

El procedimiento 300 puede incluir, además, comparar 306 el primer valor pico con ruido estadístico en los valores de dureza reales e identificar el primer valor pico como punto de cambio si el primer valor pico supera el ruido estadístico. Por ejemplo, en una forma de realización, el procedimiento 300 aleatoriza los valores de dureza reales para generar una pluralidad de perfiles de dureza ordenados aleatoriamente. El procedimiento 300 puede entonces calcular una diferencia acumulada y un valor pico para cada uno de la pluralidad de perfiles de dureza ordenados aleatoriamente. El procedimiento 300 puede comparar estos valores pico aleatorios con el primer valor pico para determinar el porcentaje de valores pico aleatorios que superan el primer valor pico.

El procedimiento 300 puede usar la comparación entre el primer valor pico y el ruido estadístico para determinar 308 un nivel de confianza. El nivel de confianza puede proporcionar discernimiento sobre si el primer valor pico es un punto de cambio. En la forma de realización ilustrada, el nivel de confianza se compara 310 con un valor de confianza de umbral. El procedimiento identifica 312 el primer valor pico como punto de cambio si el porcentaje de valores de pico aleatorios que superan el primer valor pico es inferior a un valor de confianza seleccionado. Por ejemplo, el umbral puede fijarse al 95 %, y si el porcentaje de valores de pico aleatorios que superan el primer valor pico es inferior al 5 %, el punto se identifica como punto de cambio. El valor de confianza de umbral es un parámetro que puede ser fijado por un usuario, por ejemplo mediante circuitería de procesamiento.

El procedimiento 300 puede realizar iteraciones de las etapas sobre un subconjunto de los valores de dureza. El subconjunto puede incluir valores entre puntos de cambio identificados previamente y límites del barreno. De este modo, el procedimiento 300 puede identificar cualesquiera puntos de cambio adicionales determinando iterativamente valores pico adicionales de partes de los valores de dureza delimitados por uno o más puntos de cambio determinados previamente y comparando cada uno de los valores de pico adicionales con ruido estadístico en las partes relevantes de los valores de dureza reales, e identificando cada uno de los valores de pico adicionales como punto de cambio si cada uno de los valores pico adicionales supera el ruido estadístico. El proceso iterativo puede continuar hasta que los valores pico correspondientes a ese subconjunto de datos ya no generen puntos de cambio o hasta que se alcance un número máximo de segmentos.

En algunas formas de realización, se puede descartar un punto de cambio, incluso aunque el mismo presente un nivel de confianza suficientemente alto, si el punto de cambio está demasiado próximo a un punto de cambio ya identificado. Por ejemplo, si el punto de cambio identificado previamente, aunque demasiado próximo, presentaba un nivel de confianza más alto que el punto de cambio identificado posteriormente, entonces el punto de cambio identificado posteriormente se puede descartar. Asimismo, si el punto de cambio identificado posteriormente, aunque demasiado próximo, presentaba un nivel de confianza más alto que el punto de cambio identificado previamente, el mismo puede descartarse. La distancia mínima entre puntos de cambio puede ser un parámetro fijado por el usuario o puede determinarse mediante circuitería de procesado, sobre la base de factores tales como la sensibilidad del equipo y/o el sistema de control a cambios en los valores de control del proceso (por ejemplo, cambios en el caudal de un agente químico de gasificación).

En algunas formas de realización, la circuitería de procesamiento se puede configurar para determinar todos los puntos de cambio en un barreno. En escenarios en los que se identifican más puntos de cambio de los que se pueden utilizar, entonces los puntos de cambio se pueden clasificar por nivel de confianza y se pueden utilizar los puntos de cambio con los niveles de confianza más altos. Por ejemplo, cuando un sistema se limita a seis segmentos diferentes que pueden aportarse a un barreno, pero se identifican más de cinco puntos de cambio, entonces se utilizarían los cinco puntos de cambio con los niveles de confianza más altos.

En algunas situaciones, no se identificará ningún punto de cambio en el barreno. En estas situaciones, se usa una única densidad de emulsión objetivo para el barreno. En otras situaciones, se identificarán múltiples puntos de cambio. En estas situaciones, se identificarán múltiples grupos con diferentes densidades de emulsión objetivo.

Las figuras 4 a 11 ilustran los resultados de una forma de realización específica del procedimiento 300 de la figura 3 aplicado a un perfil de dureza 400 de ejemplo. Debe entenderse que el procedimiento 300 se puede aplicar a cualquier valor geológico, no únicamente a valores de dureza.

Una circuitería de procesador, tal como la circuitería de procesador 110 de la figura 1, podría recibir el perfil de dureza 400 e identificar cualesquiera puntos de cambio mediante el procedimiento 300 de la figura 3.

Específicamente, la figura 4 ilustra un perfil de dureza 400 a modo de ejemplo trazado para un barreno.

La figura 5A ilustra una diferencia acumulada 500 para el perfil de dureza 400 trazado con ruido aleatorio 502. Un pico 504 de la diferencia acumulada 500 indica que se produjo un punto de cambio en ese punto del barreno. El ruido aleatorio 502 se usó para proporcionar confianza de que el pico 504 representaba un punto de cambio.

La diferencia acumulada (Sx) se halló sumando la diferencia acumulada del segmento anterior (Sx-1) y la diferencia entre la dureza del segmento en curso (H1) y la dureza media (<itih>) del conjunto de valores de dureza, de tal manera que:

Sx = Sx_1 (Hx - mh)Ecuación 1

La dureza media correspondiente al perfil de dureza 400 de ejemplo de la figura 4 es 425.03. Utilizando este planteamiento específico de suma acumulada, la primera diferencia acumulada (S0) y el último punto de datos acumulados se fijaron a cero. La aplicación de la Ecuación 1 al perfil de dureza 400 de la figura 4 da como resultado:

51 = S0 (H1 -m H) = 0 (209 - 425.03) = -216.03 Ecuación 2

52 = S1 (H2 -<it h>) = -216.03 (196 - 425.03) = -445.05 Ecuación 3

53 = S2 (H3 -<it h>) = -445.05 (189 - 425.03) = -681.08 Ecuación 4

Y así sucesivamente hasta...

S39 = S38+ (H39-<it h>) = -161.97 (587 - 425.03) = 0.0 Ecuación 5

La gráfica 501 es un trazado del valor de cada muestra a lo largo del eje y. El eje x representa el número de muestra. Tal como muestra la gráfica 501, los valores trazados de diferencia acumulada dieron como resultado una gráfica con un cambio de dirección muy evidente (pico 504). El cambio de dirección representaba un cambio, punto de cambio potencial, en el perfil de dureza.

No obstante, puede que el cambio no sea significativo. Como prueba, el ruido aleatorio 502 se comparó con la diferencia acumulada 500.

Para generar el ruido aleatorio 502, el orden de las muestras se cambió a un orden aleatorio. Así, en lugar de 1, 2, 3, 4 ... 39, el orden de las muestras podría ser 2, 13, 23, 11,24 ... 32 o 4, 39, 2, 1... 17. Se creó una pluralidad de estos perfiles de dureza ordenados aleatoriamente. Por ejemplo, se generaron 1,000 permutaciones aleatorias de las muestras del perfil de dureza. La diferencia acumulada para cada uno de estos perfiles de dureza ordenados aleatoriamente se halló utilizando iterativamente la Ecuación 1.

La figura 5B es una gráfica 550 de una distribución de la diferencia entre los valores máximo y mínimo de la diferencia acumulada de los perfiles de dureza ordenados aleatoriamente. En el ejemplo ilustrado, el valor máximo de la diferencia acumulada 500 de las muestras originales era cero. El valor mínimo era -2404.49. Por lo tanto, la diferencia entre los valores máximo y mínimo era 2404.49. El número de casos en los que los datos aleatorios superan la diferencia del valor máximo y mínimo de la diferencia acumulada 500 reduce la probabilidad de que se produzca un punto de cambio en el pico 504. En la figura 5B, ninguna de las permutaciones aleatorias superaba el valor 2,404.49. Por lo tanto, había un 100% de confianza de que se produjo un punto de cambio en la muestra 19 donde se encontraba el pico 504.

La figura 6 ilustra el perfil de dureza 400 de la figura 4 con un primer punto de cambio 600 marcado como identificado por el proceso iterativo de suma acumulada analizado en las figuras 5A-5B. El proceso utilizado para hallar el primer punto de cambio 600 se repitió sobre un subconjunto de las muestras.

La figura 7A ilustra una diferencia acumulada 700 para los segmentos 20 a 39 del perfil de dureza de la figura 4, trazada con ruido aleatorio 702. El ruido aleatorio 702 se produjo a partir de los valores del mismo subconjunto. Un pico 704 de la diferencia acumulada 700 indicó que, en ese punto del barreno, puede haber un punto de cambio. El ruido aleatorio 702 se usó para proporcionar confianza de que el pico 704 representaba un punto de cambio.

La figura 7B es un gráfico 750 de una distribución de la diferencia entre los valores máximo y mínimo de la diferencia acumulada de los perfiles de dureza ordenados aleatoriamente. En la forma de realización ilustrada, el valor máximo de la diferencia acumulada 700 de las muestras originales es -41.75. El valor mínimo es 607.25. Por lo tanto, la diferencia entre los valores máximo y mínimo es 649. El número de casos en los que los datos aleatorios superan la diferencia del valor máximo y mínimo de la diferencia acumulada 700 reduce la probabilidad de que se produzca un punto de cambio y el pico 704. En la figura 7B, solamente el 1.1 % de las permutaciones aleatorias superó el valor 649. Por lo tanto, había un 98.9%de confianza de que se produjo un punto de cambio en el segmento 30 donde se encontraba el pico 704.

La figura 8 ilustra el perfil de dureza 400 de la figura 4 con un primer punto de cambio 600 y un segundo punto de cambio 800 marcados como identificados por el proceso iterativo de suma acumulada analizado en las figuras 5A-5B y 7A-7B. El proceso usado para hallar el primer punto de cambio 600 se repitió sobre un subconjunto de muestras. Los subconjuntos estaban demarcados por lo menos por uno de los puntos de cambio.

La figura 9A ilustra una diferencia acumulada 900 para los segmentos 31 a 39 del perfil de dureza de la figura 4, trazada con ruido aleatorio 902. El ruido aleatorio 902 se produjo a partir de los valores del mismo subconjunto. El pico 904 de la diferencia acumulada 900 indicaba que, en ese punto del barreno, se había producido un punto de cambio potencial. El ruido aleatorio 902 se usó para proporcionar un nivel de confianza de que el pico 904 representaba un punto de cambio.

La figura 9B es una gráfica 950 de una distribución de la diferencia entre los valores máximo y mínimo de la diferencia acumulada de las permutaciones aleatorias. En el ejemplo ilustrado, la diferencia entre los valores máximo y mínimo para los datos originales era 250.89. Como se ilustra en la figura 9B, el 7.1 % de las permutaciones aleatorias supera el valor 250.89. Por lo tanto, había un 92.9 % de confianza de que se había producido un punto de cambio en el segmento 33 donde se encontraba el pico 904. En este ejemplo, el umbral se fijó al 95 % de confianza para reducir la detección falsa de puntos de cambio. Por lo tanto, el segmento 33 no se identificó como punto de cambio.

La figura 10 ilustra el perfil de dureza 400 de la figura 4 con un primer punto de cambio 600, un segundo punto de cambio 800 y un punto sin cambio 1000 marcados como identificados por el proceso iterativo de suma acumulada analizado en referencia a las figuras 5A-5B, 7A-7B y 9A-9B.

El proceso usado para hallar los puntos de cambio se repitió sobre un subconjunto de las muestras, demarcándose el subconjunto con una opción de entre puntos de cambio, límites de datos (es decir, punto de datos 0 o punto de datos 42) o combinaciones de los mismos. El proceso se repitió sobre subconjuntos de muestras cada vez más estrechos, hasta que se identificó un pico para un subconjunto particular que no se determinó que el mismo era un punto de cambio. Por ejemplo, después de que se identificase el punto sin cambio 1000, los puntos de datos 31 a 39 (es decir, profundidad del orificio de 31 pies a 39 pies) no se evaluaron adicionalmente en relación con picos o puntos de cambio adicionales. La figura 11 ilustra el perfil de dureza 400 de la figura 4 después de que se analizasen múltiples subconjuntos en relación con puntos de cambio. Se hallaron puntos de cambio en los segmentos 5, 19 y 30 con niveles de confianza del 99.5 %, el 100 % y el 98.4 %, respectivamente. Se hallaron picos adicionales sobre los cuales se determinó que eran puntos sin cambio en los segmentos 14, 26, 34 y 37 con niveles de confianza, respectivamente, del 49.8 %, el 83.3 %, el 93.7 % y el 69.6 %. De este modo, antes de la aplicación de una profundidad de retacado, se identificaron cuatro grupos. Seguidamente, se determinaría un valor de dureza representativo para cada uno de los grupos y se asignaría una densidad de emulsión objetivo.

La figura 12 ilustra otro perfil de dureza a modo de ejemplo. El valor medio de la dureza y la desviación típica de esa media se representan numéricamente y en el gráfico. Se identificaron puntos de cambio para el perfil de dureza utilizando el mismo proceso aplicado al perfil de dureza 400 a modo de ejemplo. Los datos de dureza se segmentaron según cada pie de distancia. Al perfil de dureza se le aplicó una profundidad de retacado de 17 pies. Después de la aplicación de la profundidad de retacado quedaron tres puntos de cambio. Los puntos de cambio se situaron aproximadamente a 22 pies, 25 pies y 32 pies y definían cuatro grupos diferenciados. A continuación se determinaría un valor de dureza representativo para cada uno de los grupos y se asignaría una densidad de emulsión objetivo.

La figura 13 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de aportación de explosivos 1300 para variar automáticamente la densidad de una matriz de emulsión en un barreno. Según se muestra, el sistema de aportación de explosivos 1300 puede incluir un procesador 1330, una memoria 1340, una interfaz de datos 1350 y un medio de almacenamiento legible por ordenador 1370. Un bus 1320 puede interconectar varios componentes integrados y/o discretos.

El procesador 1330 puede incluir uno o más dispositivos de propósito general, tales como un microprocesador Intel®, AMD® o de otro de tipo estándar. El procesador 1330 puede incluir un dispositivo de procesamiento de propósito especial, tal como un ASIC, SoC, SiP, FPGA, PAL, PLA, FPLA, PLD u otro dispositivo personalizado o programable. El procesador 1330 puede llevar a cabo un procesamiento distribuido (por ejemplo, paralelo) para ejecutar o implementar de otra manera funcionalidades de las formas de realización divulgadas en la presente memoria.

El medio de almacenamiento legible por ordenador 1370 puede incluir RAM estática, RAM dinámica, memoriaflash,uno o más biestables, ROM, CD-ROM, DVD, disco, cinta o medio de almacenamiento informático magnético, óptico o de otro tipo. El medio de almacenamiento legible por ordenador 1370 puede incluir datos geológicos 1380 y uno o más programas para analizar los datos.

Por ejemplo, el medio de almacenamiento legible por ordenador 1370 puede comprender un perfilador de barrenos 1386, una tabla de consulta de densidades de emulsión 1382 y un indexador de confianzas 1388. El perfilador de barrenos 1386 puede recibir dimensiones del barreno y determinar cualesquiera puntos de cambio dentro de un perfil geológico, comprendiendo el perfil geológico unos valores de dureza que representan características de dureza a lo largo de una longitud del barreno. El perfilador de barrenos 1386 también puede segmentar el barreno en uno o más grupos separados por cualesquiera puntos de cambio identificados. El indexador de confianzas 1388 puede evaluar la fuerza de cada punto de cambio. La tabla de consulta de densidades de emulsión 1382 se puede usar para determinar la densidad de emulsión objetivo dentro de cada grupo. Un controlador 1360 puede preparar una señal para su envío a un mezclador con el fin de conseguir que el explosivo en emulsión tenga una densidad objetivo asociada a un grupo del barreno que se está rellenando.

La tabla 1 recoge un ejemplo de la información que se podría incluir en la tabla de consulta de densidades de emulsión 1382. La tabla 1, por ejemplo, podría usarse con los grupos (es decir, segmentos) identificados en las figuras 11 y 12 para determinar la densidad de emulsión objetivo para cada uno de los grupos. Por ejemplo, cuando se usa un algoritmo para calcular valores de dureza a partir de datos de perforación, entonces el algoritmo también se puede usar para obtener una aproximación de la densidad de emulsión objetivo para valores de dureza particulares como parte de la generación de la tabla 1. Asimismo, también se podrían usar variaciones de la tabla 1 que hagan uso de valores geológicos además o en lugar de valores de dureza. A continuación, las aproximaciones determinadas por el algoritmo podrían confirmarse o precisarse basándose en experiencias con voladuras de prueba reales en el material en el que debe aplicarse la voladura.

Tabla 1

En algunas formas de realización, la tabla de consulta se puede adaptar basándose en factores adicionales. Por ejemplo, las variables de la tabla de consulta pueden variarse sobre la base de la naturaleza del material del suelo (por ejemplo, granito, arenisca, esquisto), la ubicación de la mina y las condiciones actuales. En algunas formas de realización, puede que el sistema de aportación de explosivos no halle puntos de cambio y utilice, en cambio, el valor promedio de cada barreno y la tabla de consulta para identificar una densidad del explosivo para cada orificio.

La figura 14 ilustra una vista superior de un diseño de voladura 1400 que muestra la dureza promedio de cada orificio según una forma de realización. El perfil de energía se puede basar en barrenos segmentados y agrupados. En la forma de realización ilustrada, el diseño de voladura se ha segmentado en cinco grupos (por ejemplo, 1402a a 1402e). Cada grupo representa uno o más barrenos con características de dureza similares demarcadas por puntos de cambio. La distancia del diseño de voladura 1400 en la que se pueden determinar puntos de cambio en los valores de dureza puede ser a lo largo de cada hilera o una línea de orificios en la dirección de carga. En algunas formas de realización, se pueden determinar puntos de cambio en las direcciones tanto de separación como de carga de un diseño de voladura. En algunas formas de realización, se pueden determinar puntos de cambio hilera a hilera. En algunas formas de realización, como ubicación inicial se puede usar un barreno de anclaje, y se determinan puntos de cambio a lo largo de una línea del plan de voladura en una pluralidad de ángulos.

La figura 15 ilustra un procedimiento de segmentación y agrupamiento de barrenos basándose en puntos de cambio de valores geológicos, tales como valores de dureza. La figura 15 ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización de un procedimiento 1500 de aportación de explosivos. El procedimiento 1500 descrito en referencia a la figura 15 puede ejecutarse mediante circuitería de procesador, tal como la circuitería de procesador 110 de la figura 1.

En esta forma de realización, el procedimiento 1500 comprende recibir 1502 un perfil geológico y un diseño de voladura. El perfil geológico puede incluir valores geológicos que representan una o más características geológicas de la pluralidad de barrenos del plan de voladura. En algunas formas de realización, el procedimiento incluye recibir datos de perforación que comprenden características de dureza geológica, el diámetro del barreno y la longitud del barreno. Esta información la pueden proporcionar directamente datos recibidos durante una operación de perforación, o la puede introducir un operario. En algunas formas de realización, el procedimiento incluye recibir datos sísmicos. En algunas formas de realización, el procedimiento 1500 incluye generar un perfil de dureza basándose en datos de perforación y/o datos sísmicos.

El procedimiento 1500 incluye, además, determinar 1504 cualesquiera puntos de cambio, a los que, en ocasiones, también se les hace referencia como puntos de inflexión, dentro del perfil geológico sobre las coordenadas de la pluralidad de barrenos del plan de voladura. Véase la figura 4 en calidad de ilustración sobre cómo una forma de realización halla puntos de cambio dentro del perfil geológico. En algunos perfiles geológicos no se producen puntos de cambio. Esto da como resultado una única densidad de emulsión objetivo destinada a utilizarse para un plan de voladura en su totalidad. Con fines aclaratorios, incluso si no se producen puntos de cambio en la dureza horizontalmente en el plan, el operario puede seguir usando múltiples densidades dentro de cada orificio por los mismos motivos que se pueden usar múltiples segmentos en cualquier otra voladura. En otros perfiles geológicos, se producen uno o más puntos de cambio, tales como múltiples puntos de cambio que dan como resultado múltiples grupos con una o más densidades de emulsión objetivo diferentes. Por ejemplo, los puntos de cambio se pueden determinar utilizando una técnica de análisis secuencial, tal como una técnica de suma acumulada, u otras técnicas que determinen el nivel de confianza de un cambio en el impulso de una serie de datos.

En algunas formas de realización, la densidad de emulsión se puede variar dentro de un barreno. Por ejemplo, un usuario puede preseleccionar un perfil deseado para barrenos en un diseño de voladura. El perfil puede ser exclusivo para cada barreno, puede aplicarse a todos los barrenos o a un grupo de barrenos. Por tanto, la distribución de energía dentro de cada orificio puede variar sobre la base del perfil preseleccionado.

Deberá entenderse que los procedimientos divulgados de variación de la energía explosiva de explosivos en un barreno se pueden usar para implementar cualquier número de perfiles deseados de energía explosiva del producto sensibilizado. Por ejemplo, puede que sea deseable disponer un explosivo de densidad menor en la parte superior de un barreno y un explosivo de densidad mayor en el fondo de un barreno. Por ejemplo, la distribución de energía de un barreno puede ser aproximadamente piramidal. En otro ejemplo, el perfil de energía puede tener un explosivo de densidad mayor en la parte superior del barreno. La distribución de energía resultante del barreno puede ser una pirámide invertida. Todavía en otro ejemplo, el explosivo próximo a una sección central del barreno puede tener una densidad mayor que la parte superior o el fondo, lo que da como resultado una distribución de energía con forma convexa.

El procedimiento 1500 incluye, además, segmentar 1506 la pluralidad de barrenos en uno o más grupos separados por cualesquiera puntos de cambio identificados sobre las coordenadas de la pluralidad de barrenos. El procedimiento 1500 incluye, además, determinar 1508 un valor geológico representativo para cada grupo. El valor geológico representativo se puede definir mediante una distribución de probabilidad, un valor geológico promedio, un valor geológico máximo o un valor geológico mínimo para un grupo particular. Los ejemplos de distribución de probabilidad incluyen la media, la mediana o la moda de los valores geológicos para un grupo particular.

El procedimiento 1500 incluye, además, determinar 1510 un valor de energía explosiva objetivo, tal como una densidad de emulsión objetivo, para cada grupo basándose en el valor geológico representativo para cada grupo, con lo cual se genera un perfil de energía explosiva objetivo que comprende valores de energía explosiva objetivo para cada barreno de la pluralidad de barrenos. En algunas formas de realización, determinar el valor de energía explosiva objetivo para cada grupo comprende acceder a una tabla y localizar el valor de energía explosiva objetivo basándose en el valor geológico representativo asociado a cada grupo. La tabla puede incluir valores de energía explosiva objetivo para una pluralidad de valores geológicos.

Los valores de energía explosiva objetivo se pueden hallar a partir de un algoritmo, basándose en experiencias previas, o mediante una combinación de los mismos. Por ejemplo, en formas de realización en las que se utiliza un algoritmo para generar el perfil de dureza a partir de datos de perforación y/o datos sísmicos, los valores de dureza generados pueden ser valores relativos, y no valores absolutos. Cuando se generan valores relativos, en ese caso puede resultar beneficioso efectuar una o más cargas de prueba en el sitio de la voladura y comparar el rendimiento de diferentes valores de energía explosiva objetivo a valores de dureza particulares dentro de los barrenos de prueba. Por ejemplo, de esta manera, se pueden ajustar con precisión las densidades de emulsión objetivo que están en correlación con valores de dureza particulares. Dicho de otra manera, la salida del algoritmo utilizado para generar el perfil de dureza se puede ajustar con precisión con una o más voladuras de prueba. De este modo, las densidades de emulsión objetivo generan un perfil de densidad objetivo que comprende valores de densidad de emulsión objetivo a todo lo largo del barreno. El perfil de energía objetivo, tal como un perfil de densidad objetivo, puede modificarse con la longitud del retacado, la ubicación y longitud de la cubierta de aire, otras regiones desprovistas de explosivo en emulsión, o combinaciones de las mismas.

El procedimiento 1500 puede incluir, además, controlar 1514 un caudal del agente modulador de energía hacia el mezclador para alcanzar el valor de energía explosiva objetivo para el grupo asociado a un barreno que se está rellenando. Por ejemplo, el procedimiento 1500 puede determinar el barreno basándose en la ubicación GPS, o en relación con un barreno anterior, y puede ajustar el explosivo al valor de energía explosiva objetivo asociado al grupo del que forma parte el barreno, tal como ajustando la densidad del explosivo cuando el explosivo contiene un explosivo en emulsión.

El procedimiento 1500 puede incluir, además, que el operario confirme o introduzca la profundidad de cualquier masa de agua presente en el barreno. La densidad de emulsión objetivo para explosivos en contacto con agua puede aumentarse automáticamente a más de 1 g/cm3, si la densidad de emulsión objetivo para el grupo no fuera ya superior a 1 g/cm3.

En algunas formas de realización, únicamente se puede llevar a cabo una parte de las etapas del procedimiento 1500. Por ejemplo, cuando el perfil geológico, en lugar de ser recibido, es generado, entonces puede que no se lleve a cabo la etapa 1502. Todavía en otro ejemplo, en algunas formas de realización únicamente se pueden llevar a cabo las etapas 1504 a 1510. Adicionalmente, en algunas formas de realización, algunas de las etapas del procedimiento 1500 se pueden combinar conjuntamente en una única etapa.

La figura 16 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de aportación de explosivos 1600 para variar automáticamente la densidad de una matriz de emulsión entre barrenos en un diseño de voladura. Según se muestra, el sistema de aportación de explosivos 1600 puede incluir un procesador 1630, una memoria 1640, una interfaz de datos 1650 y un medio de almacenamiento legible por ordenador 1670. Un bus 1620 puede interconectar varios componentes integrados y/o discretos.

El procesador 1630 puede incluir uno o más dispositivos de propósito general, tales como un microprocesador Intel®, AMD® o de otro tipo estándar. El procesador 1630 puede incluir un dispositivo de procesamiento de propósito especial, tal como un ASIC, SoC, SiP, FPGA, PAL, PLA, FPLA, PLD u otro dispositivo personalizado o programable. El procesador 1630 puede llevar a cabo un procesamiento distribuido (por ejemplo, paralelo) para ejecutar o implementar de otra manera funcionalidades de las formas de realización divulgadas en la presente memoria.

El medio de almacenamiento legible por ordenador 1670 puede incluir RAM estática, RAM dinámica, memoriaflash,uno o más biestables, ROM, CD-ROM, DVD, disco, cinta o medio de almacenamiento informático magnético, óptico o de otro tipo. El medio de almacenamiento legible por ordenador 1670 puede incluir datos geológicos 1680 y uno o más programas para analizar los datos.

Por ejemplo, el medio de almacenamiento legible por ordenador 1670 puede comprender un perfilador de planes de voladura 1686, una tabla de consulta de densidades de emulsión 1682 y un indexador de confianzas 1688. El perfilador de planes de voladura 1686 puede recibir dimensiones del plan de voladura y la ubicación de barrenos y determinar cualesquiera puntos de cambio dentro de un perfil geológico del plan de voladura. En algunas formas de realización, el perfil geológico comprende un valor geológico promedio para cada barreno. El perfilador de planes de voladura 1686 también puede segmentar los barrenos del plan de voladura en uno o más grupos separados por cualesquiera puntos de cambio identificados. El indexador de confianzas 1688 puede evaluar la resistencia de cada punto de cambio. La tabla de consulta de densidades de emulsión 1682 se puede usar para determinar la densidad de emulsión objetivo dentro de cada grupo. Un controlador 1660 puede preparar una señal para su envío a un mezclador con el fin de conseguir que el explosivo en emulsión tenga una densidad objetivo asociada al barreno que se está rellenando.

La tabla 1 enumera un ejemplo de la información que se podría incluir en la tabla de consulta de densidades de emulsión 1682. La tabla 1, por ejemplo, podría usarse con los grupos (es decir, segmentos) identificados en el procedimiento 300 para determinar la densidad de emulsión objetivo para cada uno de los grupos. Por ejemplo, cuando se usa un algoritmo para calcular valores de dureza a partir de datos de perforación, entonces el algoritmo también se puede usar para obtener aproximaciones de la densidad de emulsión objetivo para valores de dureza particulares como parte de la generación de la tabla 1. Asimismo, también se podrían utilizar variaciones de la tabla 1 que hagan uso de valores geológicos además o en lugar de valores de dureza. A continuación, las aproximaciones determinadas por el algoritmo podrían confirmarse o precisarse basándose en experiencias con voladuras de prueba reales en el material en el que debe aplicarse la voladura.

Alguien con conocimientos habituales en la materia, contando con esta exposición, entenderá que los sistemas y procedimientos divulgados en la presente memoria también pueden incluir otros componentes y etapas de procedimiento. Por ejemplo, el equipo del sistema de aportación, tal como el camión 102 descrito en la presente memoria, puede incluir depósitos adicionales para contener aditivos adicionales para explosivos, tales como un agente de control del pH y/o un acelerador de gasificación, conectados operativamente a los otros sistemas de aportación del camión 102. Asimismo, el equipo del sistema de aportación, tal como el camión 102, puede incluir equipos adicionales tales como homogeneizadores, mezcladores adicionales, etc. Todos estos componentes adicionales pueden controlarse mediante los sistemas de control descritos en la presente memoria.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de aportación de explosivos (100) que comprende:

un primer depósito (10) configurado para almacenar un agente modulador de energía;

un segundo depósito (20) configurado para almacenar una sustancia energética;

un mezclador (40) configurado para combinar la sustancia energética y el agente modulador de energía obteniendo un explosivo (85), estando el mezclador conectado operativamente al primer depósito y al segundo depósito;

un dispositivo de aportación (80) conectado operativamente al mezclador, al primer depósito y al segundo depósito, estando el dispositivo de aportación configurado para aportar el explosivo a un barreno (104); y una circuitería de procesador (110) configurada para:

recibir dimensiones del barreno;

determinar cualesquiera puntos de cambio dentro de un perfil geológico, comprendiendo el perfil geológico unos valores que representan características geológicas a lo largo de una longitud del barreno o a lo largo de una distancia de un diseño de voladura, siendo determinar cualesquiera puntos de cambio:

calcular una diferencia acumulada entre unos valores geológicos reales y una media de los valores geológicos, estando los valores geológicos reales y la media de los valores geológicos asociados a unos incrementos del perfil geológico, determinándose la diferencia acumulada por la determinación secuencial, para cada incremento, de una diferencia acumulada de un incremento en curso sumando una diferencia acumulada de un incremento anterior y una diferencia entre el valor del incremento en curso y la media; y

determinar como punto de cambio un primer valor pico de la diferencia acumulada;

segmentar el perfil geológico en uno o más grupos (112, 114) separados por cualesquiera puntos de cambio identificados; y

determinar un valor de energía explosiva objetivo para cada grupo basándose en un valor geológico representativo para cada grupo, con lo cual se genera un perfil de energía explosiva objetivo que comprende unos valores de energía explosiva objetivo para cada grupo, estando el valor geológico representativo definido por una distribución de probabilidad, un valor geológico promedio, un valor geológico máximo o un valor geológico mínimo para un grupo particular; y

estando el sistema de aportación configurado para controlar un caudal mediante el dispositivo de aportación del agente modulador de energía hacia el mezclador con el fin de aportar, mediante el dispositivo de aportación, el explosivo con un valor de energía explosiva objetivo de acuerdo con el perfil de energía explosiva objetivo.

2. Sistema de aportación de explosivos según la reivindicación 1, en el que el perfil geológico comprende unos valores que representan unas características geológicas a todo lo largo del barreno.

3. Sistema de aportación de explosivos según la reivindicación 1, en el que el perfil geológico comprende unos valores que representan unas características geológicas a lo largo de la distancia del diseño de voladura.

4. Sistema de aportación de explosivos según la reivindicación 1, en el que la circuitería de procesador está destinada, además, a comparar el primer valor pico con ruido estadístico en los valores geológicos reales e identificar el primer valor pico como punto de cambio si el primer valor pico supera el ruido estadístico.

5. Sistema de aportación de explosivos según la reivindicación 4, en el que comparar el primer valor pico con ruido estadístico en los valores geológicos reales e identificar el primer valor pico como punto de cambio si el primer valor pico supera el ruido estadístico es:

aleatorizar los valores geológicos reales para generar una pluralidad de perfiles geológicos ordenados aleatoriamente;

calcular una diferencia acumulada y un valor pico para cada uno de entre la pluralidad de perfiles geológicos ordenados aleatoriamente;

determinar el porcentaje de valores pico aleatorios que superan el primer valor pico; e

identificar el primer valor pico como punto de cambio si el porcentaje es inferior a un valor de confianza seleccionado.

6. Sistema de aportación de explosivos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que determinar un valor de energía explosiva objetivo para cada grupo basándose en un valor geológico representativo para cada grupo es determinar un valor de densidad de emulsión objetivo para cada grupo basándose en el valor geológico representativo para cada grupo y comprendiendo el perfil de energía explosiva objetivo un perfil de densidad de explosivo en emulsión objetivo, y es, además, determinar un número máximo de cambios de densidad alcanzables por el equipo del sistema de aportación, un sistema de control, o por ambos.

7. Sistema de aportación de explosivos según la reivindicación 6, en el que determinar el número máximo de cambios de densidad alcanzables por el equipo del sistema de aportación es evaluar lo siguiente: parámetros de un barreno, caudal del equipo del sistema de aportación y sistema de control para el equipo del sistema de aportación.

8. Procedimiento de aportación de explosivos que comprende:

recibir, mediante circuitería de procesador (110), unas dimensiones de un barreno (104);

determinar, mediante circuitería de procesador, cualesquiera puntos de inflexión en unos valores geológicos dentro de un perfil geológico, representando los valores geológicos unas características geológicas a lo largo de una longitud del barreno o a lo largo de una distancia de un diseño de voladura;

segmentar, mediante circuitería de procesador, el perfil geológico en los grupos (112, 114) separados por cualesquiera puntos de inflexión identificados;

determinar, mediante circuitería de procesador, un valor de energía explosiva objetivo para cada grupo basándose en un valor geológico representativo para cada grupo, con lo cual se genera un perfil de energía explosiva objetivo que comprende el valor de energía explosiva objetivo para cada grupo, comprendiendo determinar un valor de energía explosiva objetivo para cada grupo basándose en un valor geológico representativo para cada grupo determinar un valor de densidad de explosivo objetivo para cada grupo basándose en el valor geológico representativo para cada grupo y comprendiendo el perfil de energía explosiva objetivo un perfil de densidad de explosivo objetivo, definiéndose el valor geológico representativo mediante una distribución de probabilidad, un valor geológico promedio, un valor geológico máximo o un valor geológico mínimo para un grupo particular; y

aportar mediante un sistema de aportación (80) un explosivo (85) con valores de energía explosiva de acuerdo con el perfil de energía explosiva objetivo, mezclándose una sustancia energética y un agente modulador de energía para formar el explosivo, y controlándose el caudal del agente modulador de energía para lograr la energía explosiva objetivo para cada grupo.

9. Procedimiento de aportación de explosivos según la reivindicación 8, en el que el perfil geológico comprende unos valores que representan unas características geológicas a todo lo largo del barreno.

10. Procedimiento de aportación de explosivos según la reivindicación 8, en el que el perfil geológico comprende unos valores que representan unas características geológicas a lo largo de la distancia del diseño de voladura.

11. Procedimiento de aportación de explosivos según la reivindicación 8, que comprende, además, determinar, mediante circuitería de procesador, un número máximo de cambios de densidad alcanzables por el equipo del sistema de aportación, un sistema de control o por ambos.

12. Procedimiento de aportación de explosivos según la reivindicación 11, en el que determinar el número máximo de cambios de densidad alcanzables por el equipo del sistema de aportación comprende evaluar lo siguiente: parámetros de un barreno, caudal del equipo del sistema de aportación y sistema de control para el equipo del sistema de aportación.

13. Procedimiento de aportación de explosivos según la reivindicación 8, en el que determinar cualesquiera puntos de inflexión comprende:

calcular una diferencia acumulada entre unos valores geológicos reales y una media de los valores geológicos; y

determinar un primer valor pico de la diferencia acumulada.

14. Procedimiento de aportación de explosivos según la reivindicación 13, que comprende, además, comparar el primer valor pico con ruido estadístico en los valores geológicos reales e identificar el primer valor pico como punto de inflexión si el primer valor pico supera el ruido estadístico.

15. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el explosivo comprende una emulsión.