特許7423545発破孔の自動化された充填のためのシステム及びそれに関連する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-19
(45)【発行日】2024-01-29
(54)【発明の名称】発破孔の自動化された充填のためのシステム及びそれに関連する方法
(51)【国際特許分類】
E21C 37/00 20060101AFI20240122BHJP
F42D 1/00 20060101ALI20240122BHJP
E21D 9/00 20060101ALI20240122BHJP
【ＦＩ】
E21C37/00 Z
F42D1/00
E21D9/00 C
【請求項の数】
40
(21)【出願番号】P 2020562092
(86)(22)【出願日】2019-01-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-05-13
(86)【国際出願番号】 US2019015604
(87)【国際公開番号】W WO2019148173
(87)【国際公開日】2019-08-01
【審査請求日】2022-01-20
(31)【優先権主張番号】62/623,094
(32)【優先日】2018-01-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/782,917
(32)【優先日】2018-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】520281295
【氏名又は名称】ダイノ ノベル インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＤＹＮＯ ＮＯＢＥＬ ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100211395
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 裕貴
(72)【発明者】
【氏名】ジェフ アヴェレット
(72)【発明者】
【氏名】スコット ギルトナー
(72)【発明者】
【氏名】パトリック オコーナー
【審査官】五十幡 直子
(56)【参考文献】
【文献】特開平０７－２０８０６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０００－５０２６５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５７７０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１４４３４２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０６１２５７６１（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ２１Ｃ ３７／００－３７／２６
Ｆ４２Ｄ １／００－ １／２８
Ｅ２１Ｄ ９／００－ ９／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
爆薬を送達する方法であって、地質プロファイル内の任意の変曲点を決定することであって、前記地質プロファイルは硬度値を含み、前記変曲点は前記硬度値の統計的に有意な変化である、決定することと、
前記地質プロファイルを、任意の識別された変曲点によって分離されたグループにセグメント化することと、
各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定し、それによって、各グループの目標爆発エネルギー値を含む目標爆発エネルギープロファイルを生成することと、
前記目標爆発エネルギープロファイルに従って爆発エネルギー値を有する爆薬を送達することと、を含む、方法。
【請求項2】
前記地質プロファイルが、発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含む、請求項１に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項3】
前記地質プロファイルが、発破パターンにわたる地質特性を表す地質値を含む、請求項１に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項4】
前記地質プロファイル内の任意の変曲点を決定することが、前記地質プロファイル内の実際の地質値と前記実際の地質値の平均値との間の累積差を計算することと、
前記累積差の第１のピーク値を判定することと、を含み、
ピーク値は、前記地質プロファイルを前記グループに分割する前記地質値の前記変曲点を判定するために使用され、各グループの前記代表的な地質値がグループごとに判定される、請求項１に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項5】
前記第１のピーク値を前記実際の地質値における統計ノイズと比較することと、前記第１のピーク値が統計ノイズを超える場合に、前記第１のピーク値を変曲点として識別することと、を更に含み、前記統計ノイズは、前記実際の地質値の順序をランダムな順序に変更することによって生成される、請求項４に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項6】
前記第１のピーク値を前記実際の地質値における統計ノイズと比較し、前記第１のピーク値が統計ノイズを超える場合に、前記第１のピーク値を変曲点として識別することが、複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルを生成するために前記実際の地質値の順序をランダム化することと、
前記複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルの各々の累積差及びピーク値を計算することと、
前記第１のピーク値を超える前記複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルからのピーク値のパーセンテージを決定することと、
前記パーセンテージが、選択された信頼値未満である場合に、前記第１のピーク値を変曲点として識別することと、を含む、請求項５に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項7】
１つ又は複数の以前に決定された変曲点によって境界付けられた前記地質値の部分の追加のピーク値を決定し、前記追加のピーク値の各々を前記実際の地質値の適切な部分における統計ノイズと比較することを反復し、前記追加のピーク値の各々が統計ノイズを越える場合に、前記追加のピーク値の各々を変曲点として識別することによって任意の追加の変曲点を識別すること、を更に含む、請求項４～６のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項8】
各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することが、各グループの前記代表的な地質値に基づいて、各グループの目標エマルジョン密度値を決定することを含み、前記目標爆発エネルギープロファイルが、目標エマルジョン爆薬密度プロファイルを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項9】
各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することが、送達システム設備によって達成可能な密度変化の最大数を決定することを更に含み、前記送達システム設備は、前記爆薬を送達し前記目標エマルジョン密度値を自動的に調節するための設備、制御システム、又はその両方を含み、前記送達システム設備によって達成可能な前記密度変化の最大数を決定することが、発破孔のパラメータ、送達システム設備の流量、及び前記送達システム設備のための制御システムを評価することを含み、前記発破孔の前記パラメータが、発破孔の長さ及び発破孔の直径を含む、請求項８に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項10】
各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することが、各グループの前記代表的な地質値に基づいて、各グループの前記爆薬の目標密度値を決定することを含み、前記目標爆発エネルギープロファイルが、目標爆発密度プロファイルを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項11】
ステミングの長さ、爆薬がない発破孔内の１つ又は複数の領域、又はそれらの組み合わせを用いて、前記目標爆発エネルギープロファイルを修正することを更に含み、前記ステミングの長さは、不活性材料で充填される前記発破孔の長さを定義する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項12】
複数の変曲点が識別された結果、異なる爆発エネルギー値を有する複数のグループをもたらす、請求項１～１１のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項13】
３つ又は４つ以上の異なるグループが存在する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の爆薬を送達する方法。
【請求項14】
爆薬送達システムであって、エネルギー調節剤を貯蔵するように構成された第１のリザーバと、
エネルギー物質を貯蔵するように構成された第２のリザーバと、
前記エネルギー物質及び前記エネルギー調節剤を混合して爆薬にするように構成されたミキサーであって、前記ミキサーが、前記第１のリザーバ及び前記第２のリザーバに動作可能に接続されている、ミキサーと、
前記ミキサー、前記第１のリザーバ、及び前記第２のリザーバに動作可能に接続された送達装置であって、前記送達装置が、前記爆薬を発破孔に送達するように構成されている、送達装置と、
プロセッサ回路であって、
前記発破孔の大きさを受信することと、
地質プロファイル内の任意の変曲点を決定することであって、前記地質プロファイルが、前記発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含み、前記変曲点は前記地質値の統計的に有意な変化である、決定することと、
前記発破孔を、任意の識別された変曲点によって分離されたグループにセグメント化することと、
各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定し、それによって、前記発破孔の前記長さに沿った前記各グループの目標爆発エネルギー値を含む目標エネルギープロファイルを生成することと、
前記目標エネルギープロファイルに従って前記爆薬のエネルギーを変化させるように、前記エネルギー調節剤の、前記ミキサーへの流量を制御することと、を行うための、プロセッサ回路と、を備える、爆薬送達システム。
【請求項15】
前記プロセッサ回路が、更に、第１のエネルギー値における第１の爆薬グループが前記発破孔に送達されたこと、及び第２のエネルギー値における第２の爆薬グループが前記発破孔に送達される予定であることを判定することと、
前記送達装置によって送達される前記爆薬が前記第２の爆薬グループに関連付けられた前記目標爆発エネルギー値を有するように、前記エネルギー調節剤の前記流量を修正することと、を行うことができる、請求項１４に記載の爆薬送達システム。
【請求項16】
複数の代表的な地質値の目標爆発エネルギー値を含むテーブルを格納するためのメモリ記憶装置を更に備え、各グループの前記目標爆発エネルギー値を決定するために、前記プロセッサ回路が、前記テーブルにアクセスし、各グループに関連付けられた前記代表的な地質値に基づいて前記目標爆発エネルギー値を検索する、請求項１４又は１５に記載の爆薬送達システム。
【請求項17】
各代表的な地質値に関連付けられた前記目標爆発エネルギー値が、１回又は複数回の試験充填からの発破成績に少なくとも部分的に基づく、請求項１６に記載の爆薬送達システム。
【請求項18】
前記エネルギー調節剤が、密度低減剤を含み、前記エネルギー物質が、エマルジョンマトリックスを含み、前記爆薬が、エマルジョン爆薬を含み、前記目標爆発エネルギー値が、目標エマルジョン密度値を含み、目標爆発エネルギープロファイルが、目標密度プロファイルを含む、請求項１４～１７のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項19】
前記密度低減剤が、化学ガス発生剤を含む、請求項１８に記載の爆薬送達システム。
【請求項20】
前記プロセッサ回路が、前記地質プロファイルを更に受信することができる、請求項１４～１９のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項21】
前記プロセッサ回路が、地質データに基づいて地質プロファイルを更に生成することができ、前記地質データが、地震データ、掘削データ、ドリル切削、コアサンプル、又はそれらの組み合わせから直接的又は間接的に決定されたデータを任意選択的に含み、前記ドリル切削、コアサンプル、又はその両方が、ｘ線又はガンマ線蛍光、走査電子顕微鏡、分光法及び顕微鏡技術、並びにそれらの組み合わせを使用して分析され得る、請求項１４～２０のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項22】
前記プロセッサ回路が、掘削データ、前記発破孔の直径、及び前記発破孔の前記長さを更に受信することができる、請求項２１に記載の爆薬送達システム。
【請求項23】
前記プロセッサ回路が、各グループの前記代表的な地質値を更に決定することができる、請求項１４～２２のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項24】
代表的な地質値が、確率分布、最大値、又は最小値によって定義される、請求項２３に記載の爆薬送達システム。
【請求項25】
前記プロセッサ回路が、前記発破孔の前記大きさに基づいて、前記発破孔の現在のグループを決定するためにエマルジョンマトリックスの送達速度を更にモニタリングすることができる、請求項１４～２４のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項26】
前記送達装置が、送達導管を含み、前記ミキサーが、前記送達導管の出口の近位に位置づけされている、請求項１４～２５のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項27】
前記送達導管が、前記ミキサーの入口の近位のエマルジョンマトリックスに密度低減剤を導入するように構成されている、請求項２６に記載の爆薬送達システム。
【請求項28】
前記プロセッサ回路が、以前の発破からの破片サイズデータを含むフィードバックを更に受信し、将来からの破片が目標サイズにより近くなるように前記将来の発破の前記目標エネルギープロファイルを調節することができる、請求項１４～２７のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項29】
前記目標エネルギープロファイルを調節するために、前記プロセッサ回路が、目標爆発エネルギーを調節する、請求項２８に記載の爆薬送達システム。
【請求項30】
発破孔のためのエマルジョン爆薬密度プロファイルを決定する方法であって、前記方法が、地質プロファイル内の任意の変曲点を決定することであって、前記地質プロファイルが、前記発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含み、前記変曲点は前記地質値の統計的に有意な変化である、決定することと、
前記発破孔を、任意の識別された変曲点によって分離されたグループにセグメント化することと、
各グループの代表的な地質値に基づいて各グループの目標エマルジョン密度値を決定し、それによって、前記発破孔の前記長さに沿った目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成することと、を含む、方法。
【請求項31】
爆薬送達システムであって、エネルギー調節剤を貯蔵するように構成された第１のリザーバと、
エネルギー物質を貯蔵するように構成された第２のリザーバと、
前記エネルギー物質及び前記エネルギー調節剤を混合して爆薬にするように構成されたミキサーであって、前記ミキサーが、前記第１のリザーバ及び前記第２のリザーバに動作可能に接続されている、ミキサーと、
前記ミキサー、前記第１のリザーバ、及び前記第２のリザーバに動作可能に接続された送達装置であって、前記送達装置が、前記爆薬を発破孔に送達するように構成されている、送達装置と、
プロセッサ回路であって、
複数の発破孔の位置データを含む発破パターンを受信することと、
前記複数の発破孔に関連付けられた地質値を受信することと、
前記発破パターンを、変曲点によって分離された発破孔のグループにセグメント化することであって、前記変曲点は前記発破パターンの間隙方向及び重荷方向の両方で決定され、
前記変曲点は前記地質値の統計的に有意な変化であり、各グループは前記変曲点によって境界付けられた同様の地質特性を有する発破孔を含む、セグメント化することと、
発破孔の各グループの代表的な地質値に基づいて、発破孔の各グループの目標爆発エネルギー値を決定し、それによって、前記複数の発破孔内の各発破孔の目標爆発エネルギー値を含む目標エネルギープロファイルを生成することと、
前記目標エネルギープロファイルに従って、目標爆発エネルギー値を有する前記爆薬を、前記送達装置を介して、前記発破孔に送達するように、前記エネルギー調節剤の、前記ミキサーへの流量を制御することと、を行うための、プロセッサ回路と、を備える、爆薬送達システム。
【請求項32】
前記地質値が、前記複数の発破孔の地質特性を表しており、前記地質値が、前記複数の発破孔の各々の平均地質値を含む、請求項３１に記載の爆薬送達システム。
【請求項33】
爆薬材料の利用可能な量が、各グループの前記目標爆発エネルギー値を決定するために使用される、請求項３１に記載の爆薬送達システム。
【請求項34】
前記プロセッサ回路が、前記発破パターンの距離に沿った前記地質値における任意の変曲点を決定することができる、請求項３１に記載の爆薬送達システム。
【請求項35】
前記プロセッサ回路が、前記爆薬が第１のエネルギー値で発破孔の第１のグループに送達されたこと、及び前記爆薬が第２のエネルギー値で発破孔の第２のグループに送達される予定であることを判定することと、
前記送達装置によって前記発破孔の第２のグループに送達された前記爆薬が前記発破孔の第２のグループに関連付けられた前記目標爆発エネルギー値を有するように、前記エネルギー調節剤の前記流量を修正することと、を更に行うことができる、請求項３１に記載の爆薬送達システム。
【請求項36】
複数の代表的な地質値の目標爆発エネルギー値を含むテーブルを格納するためのメモリ記憶装置を更に備え、発破孔の各グループの前記目標爆発エネルギー値を決定するために、前記プロセッサ回路が、前記テーブルにアクセスし、発破孔の各グループに関連付けられた前記代表的な地質値に基づいて前記目標爆発エネルギー値を検索する、請求項３１～３５のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項37】
各代表的な地質値に関連付けられた前記目標爆発エネルギー値が、１回又は複数回の試験充填からの発破成績に少なくとも部分的に基づく、請求項３６に記載の爆薬送達システム。
【請求項38】
前記エネルギー調節剤が、密度低減剤を含み、前記エネルギー物質が、エマルジョンマトリックスを含み、前記爆薬が、エマルジョン爆薬を含み、前記目標爆発エネルギー値が、前記発破孔の各々の目標エマルジョン密度値を含み、前記目標エネルギープロファイルが、前記発破孔の各々の目標密度プロファイルを含む、請求項３１～３７のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項39】
前記プロセッサ回路が、以前の発破からの破片サイズデータを含むフィードバックを更に受信し、将来からの破片が目標サイズにより近いように前記将来の発破の前記目標エネルギープロファイルを調節することができる、請求項３１～３８のいずれか一項に記載の爆薬送達システム。
【請求項40】
前記目標エネルギープロファイルを調節するために、前記プロセッサ回路が、目標爆発エネルギーを調節する、請求項３９に記載の爆薬送達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願）
本出願は、２０１８年１月２９日に出願された、「Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ Ｂｌａｓｔｈｏｌｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｈｅｒｅｔｏ」と題する米国仮出願第６２／６２３，０９４号、及び２０１８年１２月２０日に出願された、「Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ Ｂｌａｓｔｈｏｌｅｓ ｉｎ ａ Ｂｌａｓｔ Ｐａｔｔｅｒｎ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｒｅｌａｔｉｎｇ Ｔｈｅｒｅｔｏ」と題する米国仮出願第６２／７８２，９１７号に対する優先権を主張し、それらは、その全体が、本明細書により、参照によって両方とも組み込まれる。
本出願は、２０１８年１月２９日に出願された、「Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ Ｂｌａｓｔｈｏｌｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｈｅｒｅｔｏ」と題する米国仮出願第６２／６２３，０９４号、及び２０１８年１２月２０日に出願された、「Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ Ｂｌａｓｔｈｏｌｅｓ ｉｎ ａ Ｂｌａｓｔ Ｐａｔｔｅｒｎ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｒｅｌａｔｉｎｇ Ｔｈｅｒｅｔｏ」と題する米国仮出願第６２／７８２，９１７号に対する優先権を主張し、それらは、その全体が、本明細書により、参照によって両方とも組み込まれる。
【0002】
（発明の分野）
本開示は、概して、爆薬に関する。より詳細には、本開示は、爆薬を送達するためのシステム、及びそれに関連する方法に関する。いくつかの実施形態では、これらの方法は、発破孔の自動化された充填、及びそれに関連する方法に関する。
本開示は、概して、爆薬に関する。より詳細には、本開示は、爆薬を送達するためのシステム、及びそれに関連する方法に関する。いくつかの実施形態では、これらの方法は、発破孔の自動化された充填、及びそれに関連する方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【0003】
本明細書に開示される実施形態は、添付の図面と併用して、以下の記載及び添付の特許請求の範囲からより完全に明白となるであろう。これらの図面は、主に、一般化された実施形態を描写しており、それらの実施形態は、以下の図面と関連して、追加の特定性及び詳細を伴って説明されるであろう。
【0004】
【図1】発破孔内の様々なセグメントのエマルジョン爆薬の密度を自動的に調節するためのシステムを装備したトラックの一実施形態の側面図を示す。
【図2A】爆薬を送達する方法の一実施形態のフローチャートを示す。
【図2B】発破孔内の様々な目標爆発エネルギーを有する、発破孔の地質特性に基づいて爆薬を送達する方法の一実施形態のフローチャートを示す。
【図3】発破孔の硬度プロファイルの変化点を決定する方法の一実施形態のフローチャートを示す。
【図4】発破孔に対してプロットされた例示的な硬度プロファイルを示す。
【図12】３つの変化点が、ステミング線よりも深いところで識別された、別の例示的な硬度プロファイルを示す。
【図13】発破孔内のエマルジョンマトリックスの密度を自動的に変化させるための爆薬送達システムのブロック図を示す。
【図14】一実施形態による、各孔の平均硬度を示す発破パターンの上面図を示す。
【図15】発破孔の地質特性に基づいて爆薬を送達する方法の一実施形態のフローチャートを示す。
【図16】エマルジョンマトリックスの密度を自動的に変化させるための爆薬送達システムのブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0005】
爆薬は、通常、岩石及び鉱石を破壊するための採掘、採石、及び掘削産業において使用される。一般的に、「発破孔」と呼ばれる孔が、地面などの表面に穿孔される。次いで、爆薬が、発破孔にポンプで投入されるか（例えば、エマルジョン爆薬及びエマルジョン混合物）、又はドリルで送り込まれ得る（例えば、硝酸アンモニウム及び燃料油（ammonium nitrate and fuel oil、ＡＮＦＯ）、並びに重質ＡＮＦＯ）。例えば、エマルジョン爆薬は、一般に、完璧に爆裂するほど高密度であるエマルジョンマトリックスとして工事現場に輸送される。一般に、エマルジョンは、そのエマルジョンがうまく爆裂するには、順序よく「増感」される必要がある。この増感は、多くの場合、小さい空隙をエマルジョンに導入することによって達成される。これらの空隙は、爆裂を伝播させるためのホットスポットとして作用する。これらの空隙は、密度低減剤によって導入され得、例えば、ガスをエマルジョン中に吹き込み、それによって気泡を形成すること、マイクロスフェア若しくは他の多孔質媒体を添加すること、及び／又は化学ガス発生剤を注入してエマルジョン内で反応させ、それによってガスを形成することなどによって、導入され得る。
【0006】
発破孔の場合、長さ又は深さに応じて、起爆剤が、発破孔の「つま先」とも呼ばれるその端部、及びエマルジョン爆薬の最初の部分に設置され得る。多くの場合、そのような状況において、発破孔の頂部では、爆薬は充填されないが、「ステミング」と呼ばれる不活性材料が充填され、これは、爆発性ガス及びエネルギーが発破孔の頂部から外に逃げるのを可能にするのではなく、発破孔を取り囲む材料内に爆発力を保持しようとするものである。
【0007】
発破孔の自動化された充填のためのシステム、方法、及び装置、並びにそれに関連する方法が、本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、システム、方法、及び装置は、発破孔及び／又は発破現場にわたる地質特性の変化点を識別することによって、発破パターン内の各発破孔の目標爆発特性（例えば、爆発エネルギー）を決定することができる。例えば、いくつかの実施形態では、システムが、類似の地質特性を有する発破孔内のセグメントを識別することができる。いくつかの実施形態では、システムは、発破パターンの距離にわたる変化点を識別することによって、類似の地質特性を有する発破孔のセクション又はグループを識別し、エネルギー調節剤の、ミキサーへの流量を制御して目標爆発エネルギー値を有する爆薬を発破孔に送達することができる。
【0008】
本明細書において、一般に以下に説明され、図に例示される実施形態の構成要素は、多種多様な異なる構成で配置及び設計され得ることは、容易に理解されるであろう。例えば、方法の各ステップは、必ずしも任意の特定の順番で又は順を追って実行される必要はなく、ましてや、各ステップは、一度だけ実行される必要もない。したがって、以下に説明され各図に示されているように、以下の様々な実施形態のより詳細な説明は、本開示の範囲を限定することを意図されておらず、様々な実施形態の単なる代表的なものであることを意図されている。実施形態の様々な態様が図面で提示される一方で、図面は、具体的に示されない限りは縮尺に合わせて描かれているとは限らない。
【0009】
「に動作可能に接続されている」及び「に接続されている」という語句は、機械的、電気的、磁気的、電磁的、流体的、及び熱的相互作用を含む、２つ又は３つ以上の要素間の相互作用の任意の形態を指す。２つの要素は、それらが互いに直接接触していない場合であっても、互いに相互作用することができる。例えば、２つの要素は、中間要素を介して間接的に相互作用し得る。
【0010】
「近位」という用語は、開示された対象物の「近く」又は「において」を指すように、本明細書で使用される。例えば、「送達導管の出口の近位」とは、送達導管の出口の近く又は出口において、を指す。
【0011】
「変化点」という語句は、データ内の統計的に有意な変化点を指す。したがって、硬度プロファイルなどの地質プロファイル内の変化点は、地質プロファイル内の地質値の統計的に有意な変化である。
【0012】
本明細書に記載された爆薬送達システム及び方法の実施形態及び実装形態は、様々なステップを含むことができ、それらのステップは、コンピュータシステムによって実行される機械実行可能命令内で具現化され得る。コンピュータシステムは、１つ若しくは複数の汎用コンピュータ又は専用コンピュータ（又は他の電子装置）を含んでもよい。コンピュータシステムは、ステップを実行するための特定のロジックを含むハードウェアコンポーネントを含んでもよく、又はハードウェア、ソフトウェア、及び／若しくはファームウェアの組み合わせを含んでもよい。
【0013】
実施形態は、本明細書に記載されているプロセスを実行するためのコンピュータシステム又は他の電子装置をプログラムするように使用され得る命令を格納したコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。コンピュータ可読媒体には、ハードドライブ、フロッピーディスケット、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気若しくは光学カード、半導体メモリデバイス、又は電子的命令を格納するために好適な他のタイプの媒体／コンピュータ可読媒体が含まれ得るが、これらに限定されない。
【0014】
コンピュータシステム、及びコンピュータシステム内のコンピュータは、ネットワークを介して接続されてもよい。本明細書に記載されている構成及び／又は用途に好適なネットワークには、１つ若しくは複数のローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、メトロポリタンエリアネットワーク、及び／又はワールドワイドウェブ、プライベートインターネット、セキュアインターネット、付加価値ネットワーク、仮想プライベートネットワーク、エクストラネット、イントラネット、若しくは更には物理的輸送媒体によって他のマシンと通信する独立型マシンなどのインターネット若しくはＩＰネットワークが含まれる。特に、好適なネットワークは、異種ハードウェア及びネットワーク通信技術を使用したネットワークを含む、２つ以上の他のネットワークの一部又は全部から形成されてもよい。
【0015】
１つの好適なネットワークは、サーバ及びいくつかのクライアントを含み、他の好適なネットワークは、サーバ、クライアント、及び／又はピアツ－ピアノードの他の組み合わせを包含してもよく、所与のコンピュータシステムは、クライアント及びサーバの両方として機能してもよい。各ネットワークは、サーバ及び／又はクライアントなどの少なくとも２つのコンピュータ又はコンピュータシステムを含む。コンピュータシステムとしては、ワークステーション、ラップトップコンピュータ、接続解除可能なモバイルコンピュータ、サーバ、メインフレーム、クラスタ、いわゆる「ネットワークコンピュータ」又は「シンクライアント」、タブレット、スマートフォン、携帯情報端末又は他の携帯型コンピューティングデバイス、「スマート」民生用電子機器若しくは器具、医療機器、又はこれらの組み合わせが含まれ得る。
【0016】
好適なネットワークは、Ｎｏｖｅｌｌ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）、及び他のベンダから市販されているソフトウェアなどの通信又はネットワーキングソフトウェアを含んでもよく、ＴＣＰ／ＩＰ、ＳＰＸ、ＩＰＸ、及びツイストペア、同軸、若しくは光ファイバケーブルを介する他のプロトコル、電話回線、電波、衛星、マイクロ波リレー、変調されたＡＣ電力線、物理媒体転送、及び／又は当業者に既知の他のデータ伝送「ワイヤ」を使用して動作してもよい。ネットワークは、より小さいネットワークを包含してもよく、かつ／又はゲートウェイ若しくは同様のメカニズムを介して他のネットワークに接続可能であってもよい。
【0017】
各コンピュータシステムは、１つ又は複数のプロセッサ及び／又はメモリを含み、コンピュータシステムはまた、様々な入力装置及び／又は出力装置を含んでもよい。プロセッサは、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）、ＡＭＤ（登録商標）、又は他の「既製」マイクロプロセッサなどの汎用デバイスを含んでもよい。プロセッサは、ＡＳＩＣ、ＳｏＣ、ＳｉＰ、ＦＰＧＡ、ＰＡＬ、ＰＬＡ、ＦＰＬＡ、ＰＬＤ、又は他のカスタマイズされた若しくはプログラム可能なデバイスなどの専用処理デバイスを含んでもよい。メモリは、スタティックＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ、フラッシュメモリ、１つ若しくは複数のフリップフロップ、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、ディスク、テープ、磁気、光学、又は他のコンピュータ記憶媒体を含んでもよい。入力装置（複数可）には、キーボード、マウス、タッチスクリーン、ライトペン、タブレット、マイクロフホン、センサ、又は付随するファームウェア及び／若しくはソフトウェアを有する他のハードウェアが含まれてもよい。出力装置（複数可）には、モニタ若しくは他のディスプレイ、プリンタ、音声又は文字合成器、スイッチ、信号線、又は付随するファームウェア及び／若しくはソフトウェアを有する他のハードウェアが含まれてもよい。
【0018】
コンピュータシステムは、フロッピードライブ、テープドライブ、光学ドライブ、光磁気ドライブ、又は記憶媒体を読み込むための他の手段を使用することが可能であってもよい。好適な記憶媒体は、磁気、光学、又は特定の物理的構成を有する他のコンピュータ可読記憶装置を含む。好適な記憶装置としては、フロッピーディスク、ハードディスク、テープ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、及び他のコンピュータシステム記憶装置が含まれる。物理的構成は、本明細書に記載されているように、特定かつ所定の方法でコンピュータシステムを動作させるデータ及び命令を表す。
【0019】
本発明を実装する際に支援するための好適なソフトウェアは、ここで提示される教示、並びにＪａｖａ、Ｐａｓｃａｌ、Ｃ＋＋、Ｃ、ＰＨＰ、．Ｎｅｔ、データベース言語、ＡＰＩ、ＳＤＫ、アセンブリ、ファームウェア、マイクロコード、並びに／又は他の言語及びツールなどのプログラミング言語及びツールを使用して、当業者によって容易に提供される。好適な信号フォーマットは、誤り検出及び／若しくは訂正ビット、パケットヘッダ、特定のフォーマットにおけるネットワークアドレス、並びに／又は当業者によって容易に提供される他の裏付けデータの有無を伴うアナログ若しくはデジタル形式で具現化されてもよい。
【0020】
ある特定の実施形態の態様は、ソフトウェアモジュール又はコンポーネントとして実装されてもよい。本明細書で使用されるとき、ソフトウェアモジュール又はコンポーネントは、コンピュータ可読記憶媒体の内部又はその上に位置づけされた任意のタイプのコンピュータ命令又はコンピュータ実行可能コードを含むことができる。ソフトウェアモジュールは、例えば、コンピュータ命令の１つ又は複数の物理的又は論理的ブロックを含み、そのブロックは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等として編成され得、それらは、１つ又は複数のタスクを実行するか、又は特定の抽象データタイプを実装する。特定のソフトウェアモジュールは、コンピュータ可読記憶媒体の異なる位置に格納された異種命令を含んでもよく、その命令は、記述されたモジュールの機能性を一緒に実施する。実際に、モジュールは、単一の命令又は多くの命令を含んでもよく、異なるプログラムの間で、いくつかの異なるコードセグメントにわたり、及びいくつかのコンピュータ可読記憶媒体にわたって、分散されてもよい。
【0021】
いくつかの実施形態は、通信ネットワークを介して結合されたリモート処理装置によって、タスクが実行される分散コンピューティング環境で実践されてもよい。分散コンピューティング環境では、ソフトウェアモジュールは、ローカル及び／又はリモートコンピュータ可読記憶媒体内に位置づけされてもよい。更に、データベース記録内に一緒に紐付け又は表現されるデータは、同じコンピュータ可読記憶媒体内に、又はいくつかのコンピュータ可読記憶媒体を介して常駐してもよく、ネットワークを介してデータベース内のレコードフィールドに一緒にリンクされてもよい。一実施形態によれば、データベース管理システム（database management system、ＤＢＭＳ）により、ユーザが１つ又は複数のデータベースと相互作用するのを可能にし、データベースに収容されたデータへのアクセスを提供する。
【0022】
爆薬送達システムのいくつかの実施形態では、システムは、密度低減剤などのエネルギー調節剤を貯蔵するように構成された第１のリザーバを備える。システムはまた、エマルジョンマトリックスなどのエネルギー物質を貯蔵するように構成された第２のリザーバと、エネルギー物質及びエネルギー調節剤を混合してエマルジョン爆薬などの爆薬にするように構成されたミキサーも備える。このミキサーは、第１のリザーバ及び第２のリザーバに動作可能に接続され得る。送達導管などの送達装置は、ミキサー、第１のリザーバ、及び第２のリザーバに動作可能に接続され得、爆薬を発破孔に移送するように構成され得る。
【0023】
いくつかの実施形態では、爆薬送達システムは、発破孔の大きさを受信するためのプロセッサ回路を備え得る。このプロセッサ回路は、地質プロファイル内の変化点を決定することができ、そこでは、地質プロファイルは、発破孔の長さに沿った硬度などの地質特性を表す硬度値を含み得る。プロセッサ回路は、発破孔を、変化点によって分離されたグループにセグメント化し得る。更に、プロセッサ回路は、各グループの代表的な硬度値を決定することができる。更に、プロセッサ回路は、代表的な硬度値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定し、それによって、発破孔の長さに沿った目標爆発エネルギー値を含む目標爆発エネルギープロファイルを生成することができる。システムは、目標爆発エネルギープロファイルに従って必要に応じて爆薬のエネルギーを変化させるように、密度低減剤などのエネルギー調節剤の、ミキサーへの流量を制御することができる。
【0024】
爆薬を送達する方法のいくつかの実施形態では、その方法は、発破孔の大きさを受信することを含む。この方法は、地質プロファイル内の任意の変化点を決定すること更に含み、地質プロファイルは、発破孔の長さに沿った地質硬度特性を表す硬度値などの地質データを含む。この方法は、発破孔を、変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することを更に含み得る。この方法は、各グループの代表的な硬度値を決定することを更に含み得る。この方法は、代表的な硬度値に基づいて、１つ又は複数のグループの各グループの、目標エマルジョン密度値などの目標爆発エネルギー値を決定することを更に含み得る。この方法は、エネルギー物質（例えば、エマルジョンマトリックス）及びエネルギー調節剤（例えば、密度低減剤）を混合して爆薬にすることを更に含み得る。この方法は、各グループの目標爆発エネルギーを達成するための、エネルギー調節剤の流量を制御することを更に含み得る。
【0025】
発破孔のエマルジョン爆薬密度プロファイルを決定する方法もまた、本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、この方法は、地質プロファイル内の任意の変化点を決定することを含み、地質プロファイルは、発破孔の長さに沿った硬度特性を表す硬度値などの地質データを含む。この方法は、発破孔を、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することを更に含み得る。この方法は、各グループ内の代表的な硬度値を決定することを更に含み得る。この方法は、各グループの代表的な硬度値に基づいて、各グループの目標エマルジョン密度を決定し、それによって、発破孔の長さに沿った目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成することを更に含み得る。
【0026】
非一時的コンピュータ可読媒体もまた、本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、媒体は、１つ又は複数のプロセッサによる命令の実行時に、爆薬送達システムに発破孔の大きさを受信させ、地質プロファイル内の任意の変化点を決定させるための命令を含み、地質プロファイルは、発破孔の長さに沿った硬度特性を表す硬度値などの地質データを含む。媒体は、発破孔を、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化するための命令を更に含み得る。媒体は、各グループ内の代表的な硬度値を識別するための命令を更に含み得る。媒体は、代表的な硬度値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー又は目標エマルジョン密度を決定するための命令を更に含み得、それによって、発破孔の長さに沿った目標値を含む目標爆発エネルギープロファイル又は目標エマルジョン密度プロファイルのどちらかを生成する。
【0027】
本明細書の開示の多くは、エマルジョンマトリックスがエネルギー物質であり、かつ密度低減剤がエネルギー調節剤である、エマルジョン爆薬に特有である。エマルジョン爆薬に関連する本明細書の開示は、他の爆薬に適用可能である。同様に、爆薬に関連する本明細書の開示は、概して、エマルジョン爆薬に適用可能である。エマルジョン爆薬は、本開示によって企図された爆薬の一例である。爆薬の他の例としては、ＡＮＦＯ、重質ＡＮＦＯ、及びＡＮＦＯ、又はエマルジョン爆薬との顆粒混合物の硝酸アンモニウム（ammonium nitrate、ＡＮ）である。本明細書に開示されるシステム及び方法は、様々な爆薬に適用可能である。例えば、エネルギー物質は、ＡＮＦＯであってもよく、エネルギー調節剤は、ＡＮＦＯが発破孔中をドリル進行するにつれ、量を変化させてＡＮＦＯと混合され得、それによって、目標爆発エネルギープロファイルに従って発破孔の特定の深さにおけるＡＮＦＯのエネルギーレベルを増加又は減少させることができる。別の例では、ＡＮＦＯ又はＡＮ顆粒が、エネルギー調節剤であってもよく、エマルジョン爆薬が、エネルギー物質であってもよい。この例では、エマルジョン爆薬は、一定の密度であっても、又は調節可能な密度であってもよい。ＡＮＦＯ又はＡＮ顆粒は、エマルジョン爆薬が発破孔中にドリル進行又はポンプ投入されるときに、量を変化させてエマルジョン爆薬と混合され得、それによって、目標爆発エネルギープロファイルに従って、発破孔の特定の深さにおける爆薬混合物のエネルギーレベルを増加又は減少させることができる。当業者は、この開示の利益を用いて、様々なエネルギー物質及びエネルギー調節剤が、本明細書に開示されるシステム及び方法と共に使用され得ることを理解するであろう。
【0028】
ここで、各図に目を向けると、図１は、発破孔内の様々なセグメント、又は発破パターン内の様々な発破孔グループのエマルジョン爆薬の密度を自動的に調節するための爆薬送達システム１００を装備したトラック１０２の一実施形態の側面図を示す。図に示すように、爆薬送達システム１００は、トラック１０２上に取り付けられた第１のリザーバ１０、第２のリザーバ２０、及びミキサー４０を備え得る。
【0029】
エマルジョン爆薬は、第１のリザーバ１０及び第２のリザーバ２０の内容物を混合することによって形成され得る。第１のリザーバ１０は、密度低減剤を貯蔵することができる。第２のリザーバ２０は、エマルジョンマトリックスを貯蔵する。ミキサー４０は、第１のリザーバ１０及び第２のリザーバ２０に動作可能に接続される。ミキサー４０は、密度低減剤及びエマルジョンマトリックスを混ぜ合わせてエマルジョン爆薬にする。いくつかの実施形態では、密度低減剤は、化学ガス発生剤を含む。
【0030】
ミキサー４０は、１つ又は複数の場所で密度低減剤及びエマルジョンマトリックスを混ぜ合わせ得る。いくつかの実施形態では、ミキサー４０は、送達導管８０内、及び／又は発破孔１０４内で、トラック１０２上の密度低減剤及びエマルジョンマトリックスを混ぜ合わせ得る。いくつかの実施形態では、送達導管８０は、第１のリザーバ１０及び第２のリザーバ２０に間接的に接続される。例えば、図に示すように、ミキサー４０は、送達導管８０、第１のリザーバ１０、及び第２のリザーバ２０を接続し得る。この配置では、ミキサー４０は、トラック１０２上でエマルジョン爆薬８５を生成することができる。いくつかの実施形態では、送達導管８０は、ミキサーがノズル９０内に位置づけされている場合、ミキサーの入口の近位に、密度低減剤をエマルジョンマトリックスに導入するように構成される。
【0031】
いくつかの実施形態では、ミキサー４０は、発破孔１０４内でエマルジョン爆薬８５を生成することができる。例えば、ミキサーは、送達導管８０の出口の近位のノズル９０内に位置づけされてもよく、ミキサー４０は存在しなくてもよい。そのような実施形態では、送達導管８０は、エマルジョンマトリックスを移送するための１つの管、及びエマルジョンマトリックスと混ぜ合わせるために、ノズル９０への密度低減剤を移送するための別の管を含み得る。ノズル９０を使用して密度低減剤とエマルジョンマトリックスとを混合する実施形態では、発破孔１０４の中に移送されるエマルジョン爆薬８５の密度は、正確に急速に変化し得る。
【0032】
ノズル９０は、送達導管８０の端部で接続される。送達導管８０は、ミキサー４０に動作可能に接続される。送達導管８０及びノズル９０は、エマルジョン爆薬８５を発破孔１０４の中に移送するように構成される。トラック１０２は、垂直な発破孔１０４の近くに位置決めされる。送達導管８０は、ホースリール９２から解かれ、垂直な発破孔１０４の中に挿入される。
【0033】
いくつかの実施形態では、爆薬送達システム１００は、異なる地質硬度特性を有する発破孔１０４内のセグメント１１２、１１４を決定するためのプロセッサ回路１１０を備える。プロセッサ回路１１０はまた、第１のリザーバ１０内の密度低減剤の流量を制御して、各セグメントの地質硬度特性に基づいて目標エマルジョン密度を達成することもできる。したがって、爆薬送達システム１００は、発破孔１０４内のセグメント１１２、１１４のエマルジョン爆薬の密度を自動的に調節することができる。セグメント１１２、１１４を区別し、各セグメント１１２、１１４内のエマルジョン爆薬８５の密度を調節することによって、発破は、特定の発破孔の地質特性に対して調製され得、それによって、掘削速度及び粉砕生産性を高めることができる。
【0034】
いくつかの実施形態では、プロセッサ回路１１０は、第１の密度での第１のエマルジョン爆薬グループが発破孔１０４に送達されたことと、第２の密度での第２のエマルジョン爆薬グループが破孔１０４に送達される予定であることと、を判定することができる。例えば、プロセッサ回路１１０は、発破孔１０４の特定の長さ又は深さを充填するのに十分な爆薬の量が達成されたことを判定することができる。次いで、プロセッサ回路１１０は、密度低減剤の流量を修正し得、その結果、送達導管８０によって送達されるエマルジョン爆薬８５は、第２のエマルジョン爆薬グループに関連付けられる目標エマルジョン密度を有する。
【0035】
例えば、プロセッサ回路１１０は、エマルジョンマトリックスの送達速度をモニタリングして、発破孔１０４の大きさ、及びガス発生に起因するエマルジョンマトリックスの膨張（すなわち、エマルジョン爆薬の形成）に基づいて、発破孔１０４の現在のグループが充填されていることを判定することができる。いくつかの実施形態では、送達導管８０の深さは、ホースリール９２上の送達導管８０の量に基づき得る。
【0036】
プロセッサ回路１１０が、第２の密度での第２のエマルジョン爆薬グループが発破孔１０４に送達される予定であることを判定すると、プロセッサ回路１１０は、密度低減剤の流量を修正し得、その結果、送達導管８０によって送達されるエマルジョン爆薬８５は、第２のエマルジョン爆薬グループに関連付けられた目標エマルジョン密度を有する。例えば、プロセッサ回路１１０は、信号をミキサー４０に送信して、密度低減剤の量を増加させるか、又はエマルジョン爆薬８５の密度を低減させることができる。
【0037】
いくつかの実施形態では、爆薬送達システム１００は、メモリ記憶装置１２０を備え得る。メモリ記憶装置１２０は、複数の硬度値の目標エマルジョン密度を含むテーブルを格納することができる。いくつかの実施形態では、各グループの目標エマルジョン密度を決定するために、プロセッサ回路１１０は、テーブルにアクセスし、各グループの識別された代表的な硬度値に基づいて目標エマルジョン密度を検索する。
【0038】
プロセッサ回路１１０は、地質プロファイルを含む、発破孔の各々についてより詳細な情報を受信することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ回路１１０は、１つ又は複数のタイプの地質データに基づいて、地質プロファイルを生成する。地質データの非限定的な例としては、鉱物学（元素及び／又は無機質）、岩石構造（一次、二次、及び／又はテクスチャ）、多孔性、硬度、岩石強度、及び密度が含まれる。「テクスチャ」とは、岩石又は他の材料を形成する連動鉱物結晶のサイズ、形状、及び配列を指す。地質データを使用して、破砕性及び破片性などの更なる地質特性を決定することができる。地質データは、地震データ、掘削データ、ドリル切削、コアサンプル、又はそれらの組み合わせなどのソースから直接的又は間接的に決定され得る。例えば、ドリル切削及び／又はコアサンプルは、ｘ線若しくはガンマ線蛍光、走査電子顕微鏡、並びに他の分光法及び／又は顕微鏡技術を使用して分析され得る。地質データは、フィート当たりの基準などの増分基準に関する情報を含んでもよい。
【0039】
掘削データの場合には、プロセッサ回路１１０は、掘削データ、発破孔１０４の直径、及び発破孔１０４の長さを受信することができる。掘削データは、フィート当たりの基準などの増分基準に関する情報を含んでもよい。掘削データは、ドリルビットサイズ、ドリルビット回転速度、ドリルビットトルク、貫通速度、ビット振動、引き下げ圧力、ベーリングエア圧力、孔の位置、孔の数、及び孔の長さ又は深さなどの情報を含んでもよい。掘削データは、発破孔の長さに沿った地質特性と相関し得る。したがって、掘削データを使用して、発破孔の長さに沿った硬度値（すなわち、硬度プロファイル）を生成することができる。例えば、プロセッサ回路１１０は、掘削データを受信して硬度プロファイルを生成することができ、又は掘削データから硬度プロファイルを生成した別のシステムから硬度プロファイルを受信してもよい。プロセッサ回路１１０は、１つ又は複数のドリルリグから、又は掘削データを受信した別個のソースから掘削データを直接受信してもよい。プロセッサ回路はまた、掘削データを受信するのではなく、発破孔の硬度プロファイル及び大きさを受信してもよい。
【0040】
地震データの場合には、プロセッサ回路１１０は、１つ若しくは複数の受振器又は他の地震センサからデータを受信することができる。この受振器は、掘削中及び／又は試験充填から振動を記録することができる。プロセッサ回路１１０は、ソース（例えば、掘削又は試験充填）における地震振動、及び１つ又は複数の受振器における地震振動を比較することができる。少なくとも地震振動の遅延、周波数、及び振幅に基づいて、プロセッサ回路１１０は、地質特性（例えば、破片、複合密度、組成物、岩石インピーダンス、硬度値、ヤング率、剪断歪、又は他のそのような特性）を決定することができる。
【0041】
いくつかの実施形態では、プロセッサ回路１１０は、発破孔の１つ又は複数のグループの目標爆発エネルギーを含むエネルギープロファイルを決定することができ、トラック１０２上のプロセッサが、そのエネルギープロファイルに従って爆薬を送達することができる。
【0042】
いくつかの実施形態では、プロセッサ回路１１０は、複数の発破孔の位置データ、及びその複数の発破孔に関連付けられた地質値を含む発破パターンを受信する。この地質値は、複数の発破孔の地質特性を表す。いくつかの実施形態では、地質値は、複数の発破孔の各々の平均地質値を含む。例えば、地質値が硬度値を含む場合、硬度値は、複数の発破孔の各々の平均硬度値であり得る。
【0043】
処理回路１１０は、発破パターンの距離に沿って、地質値における任意の変化点を決定することができる。プロセッサ回路が地質値における任意の変化点を決定することができる発破パターンの距離は、重荷方向の横列又は孔の線であり得る。いくつかの実施形態では、変化点は、発破パターンの間隙方向及び重荷方向の両方に決定され得る。いくつかの実施形態では、変化点は、横列毎に決定されてもよい。いくつかの実施形態では、アンカー発破孔が、開始位置として使用されてもよく、変化点は、複数の角度で発破計画内の線にわたって決定される。
【0044】
いくつかの実施形態では、処理回路１１０は、（一例として）材料タイプ、平均硬度、及び孔の直径を使用して各孔の充填プロファイルを提供することができる参照テーブルを使用することによって、セグメント変更を決定することができる。充填プロファイルは、孔の基準によって、孔に適用され得る。
【0045】
処理回路１１０は、発破パターンを、任意の識別された変化点によって分離された発破孔の１つ又は複数のグループにセグメント化することができる。更に、処理回路１１０は、発破孔の各グループの代表的な地質値に基づいて、発破孔の各グループの目標爆発エネルギーを決定することができ、それによって、複数の発破孔の各発破孔の目標爆発エネルギー値を含む目標エネルギープロファイルを生成することができる。いくつかの実施形態では、利用可能な量の爆薬材料を使用して、各グループの目標爆発エネルギーを決定する。処理回路１１０は、エネルギー調節剤の、ミキサーへの流量を制御して、送達装置を介して、目標エネルギープロファイルに従って目標爆発エネルギー値を有する爆薬を発破孔１０４に送達することができる。
【0046】
別の方法として、プロセッサ回路１１０は、他の方法に基づいてセグメント変更を決定することができる。例えば、３つのセグメントが所望される場合、発破孔は、低硬度カテゴリ、中硬度カテゴリ、及び高硬度カテゴリに数値的に分別され得る。その例では、第１のセグメント内の発破孔、すなわち低硬度カテゴリは、ＡＮＦＯ及び増量剤で充填されて、ＡＮＦＯのエネルギーを低減させることができる。第２のセグメント内の発破孔、すなわち中硬度カテゴリは、ＡＮＦＯで充填され得る。第３のセグメント内の発破孔、すなわち高硬度カテゴリは、重質ＡＮＦＯで充填され得る。
【0047】
【0048】
この実施形態では、方法２５０は、地質プロファイルを受信すること２５２を含む。この地質プロファイルは、発破計画の中で複数の発破孔のうちの１つ又は複数の地質特性を表す地質値を含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、地質硬度特性、発破孔の直径、及び発破孔の長さを含む掘削データを受信することを含む。この情報は、掘削作業中に受信したデータによって直接提供されてもよく、又は操作者入力されてもよい。いくつかの実施形態では、この方法は、地震データを受信することを含む。いくつかの実施形態では、方法２５０は、掘削データ及び／又は地震データに基づいて、硬度プロファイルを生成することを含む。
【0049】
方法２５０は、地質プロファイル内の、場合によっては変曲点とも呼ばれる、任意の変化点を決定すること２５４を更に含む。いくつかの実施形態では、方法は、発破計画（例えば、図１３及び図１４）の複数の発破孔の座標にわたる変化点を決定する２５４。いくつかの実施形態では、方法は、発破孔内の変化点を決定する２５４（例えば、図２Ｂ）。
【0050】
一実施形態が地質プロファイル内で変化点をどのように見出すかを説明するための図３を参照せよ。いくつかの地質プロファイルでは、変化点は存在しない。この結果により、発破計画全体に使用されるための単一の目標エマルジョン密度が得られる。他の地質プロファイルでは、１つ又は複数の異なる目標エマルジョン密度を有する複数のグループをもたらす、複数の変化点などの１つ又は複数の変化点が存在する。例えば、変化点は、累積合計技術、又はデータ系列内の運動量の変化の信頼レベルを判定する他の技術などの逐次分析技術を使用して決定されてもよい。
【0051】
いくつかの実施形態では、エマルジョン密度は、発破孔内で変化し得る。例えば、ユーザは、発破パターン内の発破孔の所望のプロファイルを事前選択することができる。プロファイルは、各発破孔に独特であってもよく、すべての発破孔、又は発破孔のグループに適用されてもよい。したがって、各孔内のエネルギー分布は、事前選択されたプロファイルに基づいて変化し得る。
【0052】
発破孔内の爆薬の爆発エネルギーを変化させる開示された方法を使用して、増感された製品の任意の数の所望の爆発エネルギープロファイルを実現し得ることを理解されたい。例えば、発破孔の頂部においてより低密度の爆薬と、発破孔の底部においてより高密度の爆薬とを有することが望ましい場合がある。例えば、発破孔のエネルギー分布は、おおよそピラミッド形であり得る。別の例では、エネルギープロファイルは、発破孔の頂部においてより高密度の爆薬を有し得る。その結果得られた発破孔のエネルギー分布は、逆ピラミッド形であり得る。更なる別の例では、発破孔の中央部分付近の爆薬は、頂部又は底部よりも高い密度を有し得、その結果、凸状のエネルギー分布をもたらす。
【0053】
方法２５０は、地質プロファイルを、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化すること２５６を更に含む。このグループは、発破計画の座標にわたる、発破孔及び／又は発破孔のグループ内の垂直セグメントであってもよい。方法２５０は、各グループの代表的な地質値を決定すること２５８を更に含む。この代表的な地質値は、特定のグループの確率分布、平均地質値、最大地質値、又は最小地質値によって定義され得る。確率分布の例には、特定のグループの地質値の平均値、中央値、又はモードが含まれる。
【0054】
方法２５０は、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの、目標エマルジョン密度などの目標爆発エネルギー値を決定し２６０、それによって、各セグメントの目標爆発エネルギー値を含む目標爆発エネルギープロファイルを生成することを更に含む。いくつかの実施形態では、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することは、テーブルにアクセスし、そして各グループに関連付けられた代表的な地質値に基づいて目標爆発エネルギー値を検索することを含む。テーブルには、複数の地質値の目標爆発エネルギー値が含まれ得る。
【0055】
目標爆発エネルギー値は、以前の経験に基づいて、アルゴリズム又はその組み合わせから見出され得る。例えば、アルゴリズムを使用して、掘削データ及び／又は地震データから硬度プロファイルを生成する実施形態では、生成された硬度値は、絶対値ではなく、相対値であってもよい。相対値が生成される場合、発破現場において１つ又は複数の試験充填を行い、試験発破孔内で特定の硬度値における異なる目標爆発エネルギー値の成績を比較することは、有益であり得る。例えば、そのような方法では、特定の硬度値と相関する目標エマルジョン密度は、微調整することができる。言い換えると、硬度プロファイルを生成するために使用されるアルゴリズムの出力は、１つ又は複数の試験発破を用いて微調整することができる。したがって、目標エマルジョン密度は、発破孔の長さに沿った目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成する。目標密度プロファイルなどの目標エネルギープロファイルは、ステミングの長さ、エアデッキの位置及び長さ、エマルジョン爆薬がない他の領域、又はそれらの組み合わせを用いて修正され得る。
【0056】
試験発破及び／又は以前の発破を使用して、目標エネルギープロファイルを微調整して、所望の破片サイズを得ることができる。試験発破及び／又は以前の発破からのフィードバックは、粉砕分析、マックパイル分析、又はコンベア分析からの破片サイズデータを含み得る。方法２５０は、このフィードバックに基づいて、将来の発破を最適化するために、硬度値に関連付けられたエマルジョン密度を変更することを含み得る。例えば、将来の発破は、フィードバックに基づいた最適化された破片サイズを有してもよい。将来の破片サイズを最適化することは、目標エネルギープロファイルを調節して、破片が目標又は所望のサイズにより近いように破片サイズを変更することを含み得る。例えば、システムは、システムが目標爆発値を決定するために使用する参照テーブルの値を変更することができる。例えば、テーブルが複数の地質値の目標爆発エネルギー値を含む場合、システムは、フィードバックを使用して目標爆発エネルギー値、複数の地質値、又はその両方を変更することができる。例えば、地質値及び／又は地質プロファイルを生成するために使用されるアルゴリズムの出力は、所望の破片サイズを達成するように微調整され得る。いくつかの実施形態では、方法２５０は、フィードバックに基づいて、グループの地質値を変更することができる。いくつかの実施形態では、方法２５０は、フィードバックに基づいて、セグメント化を変更することができる。いくつかの実施形態では、方法２５０は、フィードバックに基づいて、参照テーブル、グループの地質値、及びセグメント化のうちの１つ又は複数を変更することができる。
【0057】
方法２５０は、エネルギー調節剤の、ミキサーへの流量を制御して２６４、発破孔が充填される目標爆発エネルギー値を達成することを更に含み得る。
【0058】
方法２５０は、操作者が発破孔内に存在する任意の水の深さを確認又は入力することを更に含み得る。水と接触する爆薬の目標エマルジョン密度は、グループの目標エマルジョン密度が未だ１ｇ／ｃｍ２超でなかった場合には、１ｇ／ｃｍ２を越えるまで自動的に高められ得る。
【0059】
いくつかの実施形態では、方法２５０のステップのうちの一部のみが実行されてもよい。例えば、地質プロファイルが受信されず、生成されたときには、次いでステップ２５２は、実行されなくてもよい。更なる別の例において、いくつかの実施形態では、ステップ２５４～２６０のみが実行されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、方法２５０のステップのうちのいくつかは、単一のステップに共に組み合わされてもよい。
【0060】
図２Ｂは、発破孔内の様々な目標爆発エネルギーを用いて、爆薬を送達する方法２００の一実施形態のフローチャートを示す。この方法２００は、発破孔をセグメント化し、発破孔の各セクションの目標エマルジョン密度を決定することができる。図２Ｂを参照して説明される方法２００は、図１のプロセッサ回路１１０などのプロセッサ回路によって実行され得る。
【0061】
この実施形態では、方法２００は、発破孔の地質プロファイル及び大きさを受信すること２０２を含む。地質プロファイルは、発破孔の深さに沿った１つ又は複数の地質特性を表す硬度値又は他の地質値を含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、地質硬度特性、発破孔の直径、及び発破孔の長さを含む掘削データを受信することを含む。この情報は、掘削作業中に受信したデータによって直接提供されてもよく、又は操作者入力されてもよい。いくつかの実施形態では、方法２００は、地震データを受信することを含む。いくつかの実施形態では、方法２００は、掘削データ及び／又は地震データに基づいて硬度プロファイルを生成することを含む。
【0062】
方法２００は、地質プロファイル内の、変曲点とも呼ばれる任意の変化点を決定すること２０４を更に含む。一実施形態が地質プロファイル内の変化点をどのように見出すかを説明するための図３を参照せよ。いくつかの地質プロファイルでは、変化点は存在しない。この結果により、発破孔全体に対して使用される単一の目標エマルジョン密度が得られる。他の地質プロファイルでは、１つ又は複数の異なる目標エマルジョン密度を有する複数のグループの原因となる複数の変化点などの１つ又は複数の変化点が存在する。例えば、変化点は、累積合計技術、又はデータ系列内の運動量の変化の信頼レベルを判定する他の技術などの逐次分析技術を使用して決定されてもよい。
【0063】
方法２００は、発破孔を、変化点によって分離されたグループにセグメント化すること２０６を更に含む。セグメントの数は、発破孔及び／又は爆薬送達システムの物理的なパラメータによって制限され得る。例えば、サポートされるセグメントの最大数は、発破孔のパラメータ、送達システム設備の流量、及び／又は送達システム設備の制御システムの制約若しくは応答性に基づいてもよい。いくつかの実施形態では、送達システム設備の制御システムは、例えば、４つ、６つ、又は８つの密度変化（これは、発破孔内の４つ、６つ、又は８つのセグメントに相当する）などのある特定の数の密度変化を単に可能にし得るにすぎない。発破孔のパラメータは、ステミングの深さ、発破孔の長さ、及び発破孔の直径を含み得る。方法２００は、送達システム設備、制御システム、又はその両方によって達成可能な密度変化の最大数を決定することを含み得る。方法２００は、ステミングの長さ、エアデッキの位置及び長さ、エマルジョン爆薬がない他の領域、又はそれらの組み合わせによって占有されるセグメント又はセグメントの部分を排除することを含み得る。例えば、操作者が、ステミングの長さ、並びに任意のエアデッキの位置及び長さをユーザインターフェースに入力することができ、プロセッサ回路は、セグメントを適宜変更することができる。プロセッサ回路はまた、他の方法でその情報を受信することもできる。
【0064】
方法２００は、各グループの代表的な地質値を決定すること２０８を更に含む。代表的な地質値は、確率分布、最大地質値、又は特定のグループの最小地質値によって定義されてもよい。確率分布の例には、特定のグループの地質値の平均値、中央値、又はモードが含まれる。
【0065】
方法２００は、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの、目標エマルジョン密度などの目標爆発エネルギー値を決定すること２１０を更に含む。いくつかの実施形態では、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することは、テーブルにアクセスし、そして各グループに関連付けられた代表的な地質値に基づいて目標爆発エネルギー値を検索すること含む。テーブルには、複数の地質値の目標爆発エネルギー値が含まれ得る。目標爆発エネルギー値は、以前の経験に基づいて、アルゴリズム又はその組み合わせから見出され得る。例えば、アルゴリズムを使用して掘削データ及び／又は地震データから地質プロファイルを生成する実施形態では、生成された地質値は、絶対値ではなく、相対値であってもよい。相対値が生成される場合、発破現場において１つ又は複数の試験充填を行い、試験発破孔内の特定の地質値における異なる目標爆発エネルギー値の成績を比較することは、有益であり得る。例えば、そのような方法では、特定の地質値と相関する目標エマルジョン密度は、微調整することができる。言い換えると、地質プロファイルを生成するために使用されるアルゴリズムの出力は、１つ又は複数の試験発破を用いて微調整することができる。したがって、目標エマルジョン密度は、発破孔の長さに沿った目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成する。目標密度プロファイルなどの目標エネルギープロファイルは、ステミングの長さ、エアデッキの位置及び長さ、エマルジョン爆薬がない他の領域、又はそれらの組み合わせを用いて修正され得る。
【0066】
方法２００は、発破孔内の爆薬のレベルをモニタリングすること２１２を更に含み得る。例えば、方法２００は、発破孔に送達された爆薬の量、及び発破孔の既知の幾何形状に基づいて、現在のグループを判定することができる。方法２００は、現在のグループが充填されており、新しいグループが充填される予定であることを判定することができる。
【0067】
方法２００は、エネルギー調節剤の、ミキサーへの流量を制御して２１４、爆薬のレベルでグループの目標爆発エネルギー値を達成することを更に含み得る。例えば、変化点を通過すると、方法２００は、爆薬がエマルジョン爆薬を含有する場合に爆薬の密度を調節することなどによって、爆薬を、新しいグループに関連付けられた目標爆発エネルギー値に調節することができる。
【0068】
更に、操作者は、掘削中に記録された発破孔の長さと比較して、発破孔の実際の長さに基づいて、地質プロファイルに関連付けられた発破孔の長さを確認又は修正することができる。方法２００は、最後のグループ又は第１のグループの長さを修正して、地質プロファイルに関連付けられた発破孔の長さと、実際の発破孔の長さとの間の偏差を考慮することを含み得る。
【0069】
図３は、硬度プロファイルのために例示される、発破孔の地質プロファイルの変更点を決定する方法３００の一実施形態のフローチャートを示す。図３を参照して説明される方法３００は、図１のプロセッサ回路１１０などのプロセッサ回路によって実行され得る。累積合計手法を使用して、処理回路は、硬度プロファイルに関して反復分析を実行し、各反復の累積差をランダムな「ノイズ」と比較することができる。ノイズ比較に基づいて、可能性のある変化点の信頼レベルを見出すことができる。このプロセスは、硬度値のサブセット上で何度も繰り替えされて、任意の追加の変更点を識別することができる。
【0070】
硬度値は、発破孔を掘削することから生成されたデータと一緒に含まれてもよく、掘削データから生成されてもよく、地震データから生成されてもよく、又はプロセッサ回路１１０によって独立して受信されてもよい。
【0071】
方法３００は、発破孔の実際の硬度値と平均値との間の累積差を計算すること３０２を含み得る。硬度プロファイルは、フィート当たりの基準などの増分基準に基づく硬度値を含んでもよい。増分基準が一貫していると、各増分は、累積合計を目的とするセグメントとして取り扱うことができる。累積差（Ｓｘ）は、先のセグメントの累積差（Ｓｘ－１）、及び現在のセグメント硬度（Ｈ１）と硬度値の組の平均硬度（ｍＨ）との間の差を合計することによって、次式により見出すことができる。
【0072】
Ｓｘ＝Ｓｘ－１＋（Ｈｘ－ｍｈ） 式１
【0073】
式１は、各セグメントに対して順を追って適用することができる。この特定の累積合計手法を使用して、第１の累積差（Ｓ０）及び最終累積データ点は、常にゼロになる。
【0074】
方法３００は、累積差の第１のピーク値を更に判定し得る３０４。ピーク値（正又は負の値であり得る）を判定する方法は、各差の値をプロットすることを含み得る。プロットされた累積差における方向の任意の変化は、硬度プロファイルにおける変化又は潜在的な変化点を表す。他の数学的手法が、データにおける方向の変化を判定するために使用され得る。
【0075】
次に、この方向の変化を査定して、その変化が統計的に有意であるかどうかを判定することができる。したがって、処理回路は、可能性のある変化点を試験して、それが単なるノイズであるか、又は実際に平均して定量化可能な変化であるかどうかを判断することができる。
【0076】
方法３００は、第１のピーク値を、実際の硬度値における統計ノイズと比較し、第１のピーク値が統計ノイズを超えている場合に、第１のピーク値を変更点として識別すること３０６を更に含み得る。例えば、一実施形態では、方法３００は、実際の硬度値をランダム化して、ランダムに順序付けられた複数の硬度プロファイルを生成する。次いで、方法３００は、ランダムに順序付けられた複数の硬度プロファイルの各々の累積差及びピーク値を計算することができる。方法３００は、これらのランダムピーク値を第１のピーク値と比較して、第１のピーク値を超えるランダムピーク値のパーセンテージを決定することができる。
【0077】
方法３００は、第１のピーク値と統計ノイズとの間の比較を使用して、信頼レベルを判定することができる３０８。この信頼レベルは、第１のピーク値が変化点であるかどうかに対する見通しを与えることができる。例示された実施形態では、信頼レベルは、閾値信頼値と比較される３１０。この方法は、第１のピーク値を超えるランダムピーク値のパーセンテージが、選択された信頼値未満である場合に、第１のピーク値を変化点として識別する３１２。例えば、その閾値は、９５％に設定することができ、第１のピーク値を超えるランダムピーク値のパーセンテージが５％未満の場合に、その点は、変化点として識別される。閾値信頼値は、処理回路などを介して、ユーザが設定することができるパラメータである。
【0078】
方法３００は、硬度値のサブセット上で各ステップを反復することができる。このサブセットは、以前に識別された変化点と発破孔境界との間の値を含んでもよい。したがって、方法３００は、１つ又は複数の以前に決定された変化点によって境界付けられた硬度値の部分の追加のピーク値を決定し、追加のピーク値の各々を、実際の硬度値の関連部分における統計ノイズと比較することを反復し、その追加のピーク値の各々が統計ノイズを超える場合に、その追加のピーク値の各々を変化点として識別することによって任意の追加の変化点を識別するができる。この反復プロセスは、そのデータのサブセットのピーク値がもはや変化点を生じなくなるまで、又はセグメントの最大数に達するまで、継続し得る。
【0079】
いくつかの実施形態では、変化点が十分に高い信頼レベルを有する場合であっても、その変化点が既に識別された変化点にあまりにも近い場合には、その変化点は、廃棄され得る。例えば、以前に識別され、ただしあまりにも近い変化点が、後に識別された変化点よりも高い信頼レベルを有した場合、後に識別された変化点は、廃棄され得る。同様に、後に識別され、ただしあまりにも近い変化点が、以前に識別された変化点よりも高い信頼レベルを有した場合、以前に識別された変化点は、廃棄され得る。変化点間の最小距離は、ユーザ設定されたパラメータであってもよく、又はプロセス制御値の変化（例えば、化学ガス発生剤の流量の変化）に対する設備及び／又は制御システムの応答性などの要因に基づいて、処理回路によって決定されてもよい。
【0080】
いくつかの実施形態では、処理回路は、発破孔内のすべての変更点を決定するように構成され得る。利用され得る変化点よりも多い変化点が識別されるシナリオでは、次いで、変化点は、信頼レベルによってランク付けされ得、そして最も高い信頼レベルを有する変化点が利用され得る。例えば、システムが、発破孔に送達され得る６つの異なるセグメントに制限され、ただし、６つ以上の変化点が識別されている場合、最も高い信頼レベルを有する５つの変化点が利用されることとなる。
【0081】
一部の状況では、変化点は、その発破孔内では識別されないであろう。これらの状況では、単一の目標エマルジョン密度が、その発破孔に対して使用される。他の状況では、複数の変化点が識別されるであろう。これらの状況では、異なる目標エマルジョン密度を有する複数のグループが識別されるであろう。
【0082】
【0083】
【0084】
具体的には、図４は、発破孔に対してプロットされた例示的な硬度プロファイル４００を示す。
【0085】
図５Ａは、ランダムノイズ５０２と一緒にプロットされた、硬度プロファイル４００に対する累積差５００を示す。累積差５００のピーク５０４は、発破孔内のその箇所に変化点が存在することを示す。ランダムノイズ５０２は、ピーク５０４が変化点を表すという信頼を提供するために使用された。
【0086】
累積差（Ｓｘ）は、先のセグメント累積差（Ｓｘ－１）、及び現在のセグメント硬度（Ｈ１）と硬度値の組の平均硬度（ｍＨ）との間の差を合計すること、すなわち次式によって見出された。
【0087】
Ｓｘ＝Ｓｘ－１＋（Ｈｘ－ｍｈ） 式１
【0088】
図４の例示的な硬度プロファイル４００の平均硬度は、４２５．０３である。この特定の累積合計手法を使用して、第１の累積差（Ｓ０）及び最終の累積データ点は、ゼロに設定された。式１を図４の硬度プロファイル４００に適用すると、次の結果が得られる。
【0089】
Ｓ１＝Ｓ０＋（Ｈ１－ｍＨ）＝０＋（２０９－４２５．０３）＝－２１６．０３ 式２
【0090】
Ｓ２＝Ｓ１＋（Ｈ２－ｍＨ）＝－２１６．０３＋（１９６－４２５．０３）＝－４４５．０５ 式３
【0091】
Ｓ３＝Ｓ２＋（Ｈ３－ｍＨ）＝－４４５．０５＋（１８９－４２５．０３）＝－６８１．０８ 式４
【0092】
以下まで同様。
【0093】
Ｓ３９＝Ｓ３８＋（Ｈ３９－ｍＨ）＝－１６１．９７＋（５８７－４２５．０３）＝０．０ 式５
【0094】
グラフ５０１は、ｙ軸に沿った各サンプルの値をプロットしている。ｘ軸は、サンプル番号を表す。グラフ５０１が示すように、プロットされた累積差値は、方向における１つの非常に明確な変化を伴うグラフをもたらした（ピーク５０４）。この方向の変化は、硬度プロファイルにおける変化、潜在的な変化点を表したものである。
【0095】
しかしながら、この変化は、有意性がない可能性がある。試験するために、ランダムノイズ５０２を、累積差５００と比較した。
【0096】
ランダムノイズ５０２を生成するために、サンプル順をランダム順に変更した。よって、サンプル順は、１，２，３，４．．．３９ではなく、２，１３，２３，１１，２４．．．３２、又は４，３９，２，１．．．１７とした。これらのランダムに順序付けられた複数の硬度プロファイルを作成した。例えば、硬度プロファイルサンプルの１，０００のランダム順列を生成した。これらのランダムに順序付けられた硬度プロファイルの各々の累積差は、式１を反復して用いることによって、見出された。
【0097】
図５Ｂは、ランダムに順序付けられた硬度プロファイルの累積差の最大値と最小値との間の差の分布のグラフ５５０である。図示された例では、元のサンプルの累積差５００の最大値は、ゼロであった。最小値は、－２４０４．４９であった。したがって、最大値と最小値との間の差は、２４０４．４９であった。ランダムデータが累積差５００の最大値と最小値との間の差を超える事例数は、変化点がピーク５０４に存在するという可能性を低下させる。図５Ｂでは、ランダム順列は、いずれも２，４０４．４９の値を超えなかった。したがって、ピーク５０４が存在したサンプル１９において変化点が生じたという信頼度は、１００％であった。
【0098】
図６は、図４の硬度プロファイル４００を示し、第１の変化点６００が、図５Ａ～図５Ｂで考察された反復累積合計プロセスによって識別されたものとして記されている。第１の変化点６００を見出すために使用されたプロセスは、サンプルのサブセット上で繰り返された。
【0099】
図７Ａは、ランダムノイズ７０２と一緒にプロットされた、図４の硬度プロファイルのセグメント２０～３９の累積差７００を示す。ランダムノイズ７０２は、同じサブセットの値から生成された。累積差７００のピーク７０４は、発破孔内のその箇所において変化点が存在し得ることを示した。ランダムノイズ７０２は、ピーク７０４が変化点を表すという信頼度を提供するために使用された。
【0100】
図７Ｂは、ランダムに順序付けられた硬度プロファイルの累積差の最大値と最小値との間の差の分布のグラフ７５０である。図示された実施形態では、元のサンプルの累積差７００の最大値は、－４１．７５である。最小値は、６０７．２５である。したがって、最大値と最小値との間の差は、６４９である。ランダムデータが累積差７００の最大値と最小値との間の差を超える事例数は、変化点及びピーク７０４が存在する可能性を低下させる。図７Ｂでは、ランダム順列の１．１％のみが、６４９の値を超えている。したがって、ピーク７０４が存在するセグメント３０において変化点が生じたという信頼度は、９８．９％であった。
【0101】
図８は、図４の硬度プロファイル４００を示し、第１の変化点６００及び第２の変化点８００が、図５Ａ～図５Ｂ、及び図７Ａ～図７Ｂで考察された反復累積合計プロセスによって識別されたものとして記されている。第１の変化点６００を見出すために使用されたプロセスは、サンプルのサブセット上で繰り返された。このサブセットは、変化点のうちの少なくとも１つによって境界付けられた。
【0102】
図９Ａは、ランダムノイズ９０２と一緒にプロットされた、図４の硬度プロファイルのセグメント３１～３９の累積差９００を示す。ランダムノイズ９０２は、同じサブセットの値から生成された。累積差９００のピーク９０４は、発破孔内のその箇所において、潜在的な変化点が存在することを示した。ランダムノイズ９０２は、ピーク９０４が変化点を表すという信頼レベルを提供するために使用された。
【0103】
図９Ｂは、ランダム順列の累積差の最大値と最小値との間の差の分布のグラフ９５０である。図示される例では、元のデータの最大値と最小値との間の差は、２５０．８９であった。図９Ｂに示したように、ランダム順列のうちの７．１％が、２５０．８９の値を超えている。したがって、ピーク９０４が存在するセグメント３３において変化点が生じたという信頼度は、９２．９％であった。この例では、閾値は、９５％の信頼度に設定されて、変化点の誤り検出を低減した。したがって、セグメント３３は、変化点として識別されなかった。
【0104】
図１０は、図４の硬度プロファイル４００を示し、第１の変化点６００、第２の変化点８００、及び非変化点１０００は、図５Ａ～図５Ｂ、図７Ａ～図７Ｂ、及び図９Ａ～図９Ｂを参照して考察された反復累積合計プロセスによって識別されたものとして記されている。
【0105】
変化点を見出すために使用されたプロセスは、サンプルのサブセット上で繰り返され、サブセットは、変化点、データ境界（すなわち、データ点０又はデータ点４２）又はそれらの組み合わせのいずれかによって境界付けられている。このプロセスは、変化点であると判定されなかった特定のサブセットに対してピークが識別されるまで、次第に狭くなるサンプルのサブセット上で繰り返された。例えば、非変化点１０００が識別された後に、データ点３１～３９（すなわち、３１フィートから３９フィートまでの孔深さ）は、追加のピーク又は変化点に対して更には査定されなかった。図１１は、複数のサブセットが変化点について分析された後の、図４の硬度プロファイル４００を示す。変化点が、信頼レベル９９．５％、１００％、及び９８．４％をそれぞれ有するセグメント５、１９、及び３０において見出された。追加のピークが見出され、それらは、信頼レベル４９．８％、８３．３％、９３．７％、及び６９．６％をそれぞれ有するセグメント１４、２６、３４、及び３７における非変化点であることを判定され、したがって、ステミング深さの適用前に、４つのグループが識別された。次に、グループの各々の代表的な硬度値が決定され、目標エマルジョン密度が割り当てられることになる。
【0106】
図１２は、別の例示的な硬度プロファイルを示す。平均硬度値、及びその平均の標準偏差は、数値的に、かつグラフ上に図示してある。変化点が、例示的な硬度プロファイル４００に適用されたものと同じプロセスを使用して、硬度プロファイルに対して識別された。硬度データは、フィート当たりの基準でセグメント化された。１７フィートのステミング深さを硬度プロファイルに適用した。３つの変化点が、ステミング深さの適用後に残った。それらの変化点は、約２２フィート、２５フィート、及び３２フィートにおいてであり、４つの別個のグループに画定された。次に、代表的な硬度値が、グループの各々に対して決定され、目標エマルジョン密度が割り当てられることになる。
【0107】
図１３は、発破孔内のエマルジョンマトリックスの密度を自動的に変化させるための爆薬送達システム１３００のブロック図を示す。図に示すように、爆薬送達システム１３００は、プロセッサ１３３０、メモリ１３４０、データインターフェース１３５０、及びコンピュータ可読記憶媒体１３７０を備え得る。バス１３２０は、様々な一体型及び／又は個別のコンポーネントを相互接続することができる。
【0108】
プロセッサ１３３０は、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）、ＡＭＤ（登録商標）、又は他の標準的なマイクロプロセッサなどの１つ又は複数の汎用デバイスを含んでもよい。プロセッサ１３３０は、ＡＳＩＣ、ＳｏＣ、ＳｉＰ、ＦＰＧＡ、ＰＡＬ、ＰＬＡ、ＦＰＬＡ、ＰＬＤ、又は他のカスタマイズされた若しくはプログラム可能なデバイスなどの専用処理デバイスを含んでもよい。プロセッサ１３３０は、分散（例えば、並列）処理を実行して、現在開示されている実施形態の機能性を実行ないし実施することができる。
【0109】
コンピュータ可読記憶媒体１３７０は、スタティックＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ、フラッシュメモリ、１つ又は複数のフリップフロップ、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ディスク、テープ若しくは磁気、光学、又は他のコンピュータ記憶媒体を含んでもよい。コンピュータ可読記憶媒体１３７０は、地質データ１３８０、及びそのデータを分析するための１つ又は複数のプログラムを含んでもよい。
【0110】
例えば、コンピュータ可読記憶媒体１３７０は、発破孔プロファイラ１３８６、エマルジョン密度参照テーブル１３８２、及び信頼インデクサー１３８８を含んでもよい。発破孔プロファイラ１３８６は、発破孔の大きさを受信し、地質プロファイル内の任意の変化点を決定し得、その地質プロファイルは、発破孔の長さに沿った硬度特性を表す硬度値を含む。発破孔プロファイラ１３８６はまた、発破孔を、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することもできる。信頼インデクサー１３８８は、各変化点の強度を査定することができる。エマルジョン密度参照テーブル１３８２を使用して、各グループ内の目標エマルジョン密度を決定することができる。コントローラ１３６０は、ミキサーに送信される信号を調製してエマルジョン爆薬を、充填される発破孔のグループに関連付けられた目標密度とすることができる。
【0111】
テーブル１は、エマルジョン密度参照テーブル１３８２に含まれ得る情報の例を列挙している。テーブル１は、例えば、図１１及び図１２で識別されたグループ（すなわち、セグメント）と共に使用されて、グループの各々の目標エマルジョン密度を決定することができる。例えば、アルゴリズムを使用して掘削データから硬度値を計算すると、アルゴリズムを再度使用してテーブル１を生成することの一部として特定の硬度値の目標エマルジョン密度を近似することができる。同様に、硬度値に加えて又は硬度値の代わりに、地質値を利用するテーブル１の変種も使用され得る。次いで、アルゴリズムによって決定された近似は、発破される材料での実際の試験発破を用いた経験に基づいて、確認又は改良することができる。
【表1】
【0112】
いくつかの実施形態では、参照テーブルは、追加の要因に基づいて調製され得る。例えば、参照テーブルの変数は、地面内の材料の性質（例えば、花崗岩、砂岩、泥岩）、鉱床の位置、及び現在の状態に基づいて変更してもよい。いくつかの実施形態では、爆薬送達システムは、変化点を見つけなくてもよく、逆に各発破孔の平均値、及び参照テーブルを使用して各孔の爆薬密度を識別してもよい。
【0113】
図１４は、一実施形態による、各孔の平均硬度を示す発破パターン１４００の上面図を示す。エネルギープロファイルは、セグメント化及びグループ化された発破孔に基づくことができる。図示された実施形態では、発破パターンは、５つのグループ（例えば、１４０２ａ～１４０２ｅ）にセグメント化されている。各グループは、変化点によって境界付けられた同様の硬度特性を有する１つ又は複数の発破孔を表す。硬度値における変化点が決定され得る発破パターン１４００の距離は、重荷方向の各横列又は孔の線に沿ってもよい。いくつかの実施形態では、変化点は、発破パターンの間隙方向及び重荷方向の両方に決定され得る。いくつかの実施形態では、変化点は、横列毎に決定されてもよい。いくつかの実施形態では、アンカー発破孔が、開始位置として使用されてもよく、変化点は、複数の角度で発破計画内の線にわたって決定される。
【0114】
図１５は、硬度値などの地質値の変化点に基づいて発破孔をセグメント化及びグループ化する方法を示す。図１５は、爆薬を送達する方法１５００の一実施形態のフローチャートを示す。図１５を参照して説明される方法１５００は、図１のプロセッサ回路１１０などのプロセッサ回路によって実行され得る。
【0115】
この実施形態では、方法１５００は、地質プロファイル及び発破パターンを受信すること１５０２を含む。この地質プロファイルは、発破計画の中で複数の発破孔のうちの１つ又は複数の地質特性を表す地質値を含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、地質硬度特性、発破孔の直径、及び発破孔の長さを含む掘削データを受信することを含む。この情報は、掘削作業中に受信したデータによって直接提供されてもよく、又は操作者入力されてもよい。いくつかの実施形態では、この方法は、地震データを受信することを含む。いくつかの実施形態では、この方法１５００は、掘削データ及び／又は地震データに基づいて硬度プロファイルを生成することを含む。
【0116】
方法１５００は、発破計画における複数の発破孔の座標にわたる地質プロファイル内に、変曲点とも呼ばれる任意の変化点を決定すること１５０４を更に含む。一実施形態が地質プロファイル内で変化点をどのように見出すかを説明するための図４を参照せよ。いくつかの地質プロファイルでは、変化点は存在しない。この結果により、発破計画全体に使用されるための単一の目標エマルジョン密度が得られる。明確にするために、計画内の水平方向に硬度の変更点が存在しない場合であっても、操作者は、変更点が任意の他の発破において複数のセグメントを使用し得るという同じ理由から、各孔内で複数の密度を依然として使用することができる。他の地質プロファイルでは、１つ又は複数の異なる目標エマルジョン密度を有する複数のグループの原因となる複数の変化点などの１つ又は複数の変化点が存在する。例えば、変化点は、累積合計技術、又はデータ系列内の運動量の変化の信頼レベルを判定する他の技術などの逐次分析技術を使用して決定されてもよい。
【0117】
いくつかの実施形態では、エマルジョン密度は、発破孔内で変化し得る。例えば、ユーザは、発破パターン内の発破孔の所望のプロファイルを事前選択することができる。プロファイルは、各発破孔に独特であってもよく、すべての発破孔、又は発破孔のグループに適用されてもよい。したがって、各孔内のエネルギー分布は、事前選択されたプロファイルに基づいて変化し得る。
【0118】
発破孔内の爆薬の爆発エネルギーを変化させる開示された方法を使用して、増感された製品の任意の数の所望の爆発エネルギープロファイルを実現し得ることを理解されたい。例えば、発破孔の頂部においてより低密度の爆薬と、発破孔の底部においてより高密度の爆薬とを有することが望ましい場合がある。例えば、発破孔のエネルギー分布は、おおよそピラミッド形であり得る。別の例では、エネルギープロファイルは、発破孔の頂部においてより高密度の爆薬を有し得る。その結果得られた発破孔のエネルギー分布は、逆ピラミッド形であり得る。更なる別の例では、発破孔の中央部分付近の爆薬は、頂部又は底部よりも高い密度を有し得、その結果、凸状のエネルギー分布をもたらす。
【0119】
方法１５００は、複数の発破孔を、複数の発破孔の座標にわたる任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化すること１５０６を更に含む。方法１５００は、各グループの代表的な地質値を決定すること１５０８を更に含む。この代表的な地質値は、特定のグループの確率分布、平均地質値、最大地質値、又は最小地質値によって定義され得る。確率分布の例には、特定のグループの地質値の平均値、中央値、又はモードが含まれる。
【0120】
方法１５００は、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの、目標エマルジョン密度などの目標爆発エネルギー値を決定し１５１０、それによって、複数の発破孔の各発破孔の目標爆発エネルギー値を含む目標爆発エネルギープロファイルを生成することを更に含む。いくつかの実施形態では、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することは、テーブルにアクセスし、そして各グループに関連付けられた代表的な地質値に基づいて目標爆発エネルギー値を検索すること含む。テーブルには、複数の地質値の目標爆発エネルギー値が含まれ得る。
【0121】
目標爆発エネルギー値は、以前の経験に基づいて、アルゴリズム又はその組み合わせから見出され得る。例えば、アルゴリズムを使用して、掘削データ及び／又は地震データから硬度プロファイルを生成する実施形態では、生成された硬度値は、絶対値ではなく、相対値であってもよい。相対値が生成される場合、発破現場において１つ又は複数の試験充填を行い、試験発破孔内で特定の硬度値における異なる目標爆発エネルギー値の成績を比較することは、有益であり得る。例えば、そのような方法では、特定の硬度値と相関する目標エマルジョン密度は、微調整することができる。言い換えると、硬度プロファイルを生成するために使用されるアルゴリズムの出力は、１つ又は複数の試験発破を用いて微調整することができる。したがって、目標エマルジョン密度は、発破孔の長さに沿った目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成する。目標密度プロファイルなどの目標エネルギープロファイルは、ステミングの長さ、エアデッキの位置及び長さ、エマルジョン爆薬がない他の領域、又はそれらの組み合わせを用いて修正され得る。
【0122】
方法１５００は、エネルギー調節剤の、ミキサーへの流量を制御して１５１４、充填される発破孔に関連付けられたグループの目標爆発エネルギー値を達成することを更に含み得る。例えば、方法１５００は、ＧＰＳ位置に基づいて又は以前の発破孔に関連して発破孔を決定し得、爆薬がエマルジョン爆薬を含有する場合、爆薬の密度を調節することなどによって、発破孔が一部であるグループに関連付けられた目標爆発エネルギー値に爆薬を調節することができる。
【0123】
方法１５００は、操作者が発破孔内に存在する任意の水の深さを確認又は入力することを更に含み得る。水と接触する爆薬の目標エマルジョン密度は、グループの目標エマルジョン密度が既に１ｇ／ｃｍ３超でなかった場合には、１ｇ／ｃｍ３超に自動的に高められ得る。
【0124】
いくつかの実施形態では、方法１５００のステップのうちの一部のみが実行されてもよい。例えば、地質プロファイルが受信されず、生成されたときには、次いでステップ１５０２は、実行されなくてもよい。更なる別の例において、いくつかの実施形態では、ステップ１５０４～１５１０のみが実行されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、方法１５００のうちのいくつかのステップは、単一のステップに共に組み合わされてもよい。
【0125】
図１６は、発破パターン内の発破孔間におけるエマルジョンマトリックスの密度を自動的に変化させるための、爆薬送達システム１６００のブロック図を示す。図に示すように、爆薬送達システム１６００は、プロセッサ１６３０、メモリ１６４０、データインターフェース１６５０、及びコンピュータ可読記憶媒体１６７０を備え得る。バス１６２０は、様々な一体型及び／又は個別のコンポーネントを相互接続することができる。
【0126】
プロセッサ１６３０は、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）、ＡＭＤ（登録商標）、又は他の標準的なマイクロプロセッサなどの１つ又は複数の汎用デバイスを含んでもよい。プロセッサ１６３０は、ＡＳＩＣ、ＳｏＣ、ＳｉＰ、ＦＰＧＡ、ＰＡＬ、ＰＬＡ、ＦＰＬＡ、ＰＬＤ、又は他のカスタマイズされた若しくはプログラム可能なデバイスなどの専用処理デバイスを含んでもよい。プロセッサ１６３０は、分散（例えば、並列）処理を実行して、現在開示されている実施形態の機能性を実行ないし実施することができる。
【0127】
コンピュータ可読記憶媒体１６７０は、スタティックＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ、フラッシュメモリ、１つ又は複数のフリップフロップ、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、ディスク、テープ若しくは磁気、光学、又は他のコンピュータ記憶媒体を含んでもよい。コンピュータ可読記憶媒体１６７０は、地質データ１６８０、及びそのデータを分析するための１つ又は複数のプログラムを含んでもよい。
【0128】
例えば、コンピュータ可読記憶媒体１６７０は、発破計画プロファイラ１６８６、エマルジョン密度参照テーブル１６８２、及び信頼インデクサー１６８８を含んでもよい。発破計画プロファイラ１６８６は、発破計画の大きさ、及び発破孔の位置を受信し、発破計画の地質プロファイル内の任意の変化点を決定することができる。いくつかの実施形態では、地質プロファイルは、各発破孔の平均地質値を含む。発破計画プロファイラ１６８６はまた、発破計画の発破孔を、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することもできる。信頼インデクサー１６８８は、各変化点の強度を査定することができる。エマルジョン密度参照テーブル１６８２を使用して、各グループ内の目標エマルジョン密度を決定することができる。コントローラ１６６０は、ミキサーに送信される信号を調製して、エマルジョン爆薬を、充填される発破孔に関連付けられた目標密度とすることができる。
【0129】
テーブル１は、エマルジョン密度参照テーブル１６８２に含まれ得る情報の例を列挙している。テーブル１は、例えば、方法３００で識別されたグループ（すなわち、セグメント）と共に使用されて、グループの各々の目標エマルジョン密度を決定することができる。例えば、アルゴリズムを使用して掘削データから硬度値を計算すると、アルゴリズムを再度使用してテーブル１を生成することの一部として特定の硬度値の目標エマルジョン密度を近似することができる。同様に、硬度値に加えて又は硬度値の代わりに、地質値を利用するテーブル１の変種も使用され得る。次いで、アルゴリズムによって決定された近似は、発破される材料での実際の試験発破を用いた経験に基づいて、確証又は改良することができる。
【実施例】
【0130】
実施例１．爆薬送達システムは、エネルギー調節剤を貯蔵するように構成された第１のリザーバと、エネルギー物質を貯蔵するように構成された第２のリザーバと、エネルギー物質及びエネルギー調節剤を混合して爆薬にするように構成されたミキサーであって、そのミキサーが、第１のリザーバ及び第２のリザーバに動作可能に接続されている、ミキサーと、ミキサー、第１のリザーバ、及び第２のリザーバに動作可能に接続された送達装置であって、その送達装置が、爆薬を発破孔に送達するように構成されている、送達装置と、プロセッサ回路であって、複数の発破孔の位置データを含む発破パターンを受信することと、複数の発破孔に関連付けられた地質値を受信することと、発破パターンを、発破孔の１つ又は複数のグループにセグメント化することと、発破孔の各グループの代表的な地質値に基づいて、発破孔の各グループの目標爆発エネルギーを決定し、それによって、複数の発破孔の各発破孔の目標爆発エネルギー値を含む目標エネルギープロファイルを生成することと、目標エネルギープロファイルに従って、目標爆発エネルギー値を有する爆薬を、送達装置を介して、発破孔に送達するように、エネルギー調節剤の、ミキサーへの流量を制御することと、を行うための、プロセッサ回路と、を備える。
【0131】
実施例２．実施例１の爆薬送達システムでは、地質値は、複数の発破孔の地質特性を表しており、地質値が、複数の発破孔の各々の平均地質値を含む。
【0132】
実施例３．実施例１の爆薬送達システムでは、爆薬材料の利用可能な量は、各グループの目標爆発エネルギーを決定するために使用される。
【0133】
実施例４．実施例１の爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、発破パターンの距離に沿った地質値における任意の変化点を決定することができる。
【0134】
実施例５．実施例４の爆薬送達システムでは、プロセッサ回路が地質値における任意の変化点を決定することができる発破パターンの距離は、発破孔の横列を含む。
【0135】
実施例６．実施例５の爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、発破孔の各横列の変化点を決定し、発破孔の各横列をセグメント化することができる。
【0136】
実施例７．実施例１の爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、爆薬が第１のエネルギー値において発破孔の第１のグループに送達されたこと、及び爆薬が第２のエネルギー値において発破孔の第２のグループに送達される予定であること、を判定することと、送達装置によって発破孔の第２のグループに送達される爆薬が、発破孔の第２のグループに関連付けられた目標爆発エネルギー値を有するように、エネルギー調節剤の流量を修正することと、を更に行うことができる。
【0137】
実施例８．実施例１～７のいずれかの爆薬送達システムは、複数の代表的な地質値の目標爆発エネルギー値を含むテーブルを格納するためのメモリ記憶装置を更に備え、発破孔の各グループの目標爆発エネルギー値を決定するために、プロセッサ回路が、テーブルにアクセスし、発破孔の各グループに関連付けられた代表的な地質値に基づいて目標爆発エネルギー値を検索する。
【0138】
実施例９．実施例８の爆薬送達システムでは、各代表的な地質値に関連付けられた目標爆発エネルギー値は、１回又は複数回の試験充填からの発破成績に少なくとも部分的に基づく。
【0139】
実施例１０．実施例１～９のいずれか１つの爆薬送達システムでは、エネルギー調節剤は、密度低減剤を含み、エネルギー物質は、エマルジョンマトリックスを含み、爆薬は、エマルジョン爆薬を含み、発破孔の各々の目標爆発エネルギー値は、目標エマルジョン密度値を含み、発破孔の各々の目標エネルギープロファイルは、目標密度プロファイルを含む。
【0140】
実施例１１．実施例１０の爆薬送達システムでは、密度低減剤は、化学ガス発生剤を含む。
【0141】
実施例１２．実施例１～１１のいずれか１つの爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、地質プロファイルを更に受信することができる。
【0142】
実施例１３．実施例１～１２のいずれか１つの爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、地質データから地質プロファイルを更に生成することができる。
【0143】
実施例１４．実施例１３の爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、掘削データ、ドリル切削データ、コアサンプルデータ、地震データ、又はそれらの組み合わせを更に受信することができる。
【0144】
実施例１５．実施例１３の爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、１つ又は複数のソースから直接的又は間接的に地質データを更に決定することができる。
【0145】
実施例１６．実施例１～１５のいずれか１つの爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、各グループの代表的な地質値を更に決定することができる。
【0146】
実施例１７．実施例１６の爆薬送達システムでは、代表的な地質値は、確率分布、最大値、又は最小値によって定義される。
【0147】
実施例１８．実施例１～１７のいずれか１つの爆薬送達システムでは、送達装置は、送達導管を含み、ミキサーは、送達導管の出口の近位に位置づけされている。
【0148】
実施例１９．実施例１８の爆薬送達システムでは、送達導管は、ミキサーの入口の近位のエマルジョンマトリックスに密度低減剤を導入するように構成されている。
【0149】
実施例２０．実施例１～１８のいずれか１つの爆薬送達システムでは、エネルギー調節剤は、硝酸アンモニウム燃料油（ＡＮＦＯ）を含む。
【0150】
実施例２１．実施例１～２０のいずれか１つの爆薬送達システムでは、発破パターンを発破孔の１つ又は複数のグループにセグメント化するためのプロセッサ回路は、発破パターンを、任意の識別された変化点によって分離された発破孔の１つ又は複数のグループにセグメント化することができる。
【0151】
実施例２２．爆薬を送達する方法は、複数の発破孔の座標を含む発破パターンを受信することと、複数の発破孔の地質特性を表す地質値を含む地質プロファイルを受信することと、複数の発破孔の座標にわたる地質値の任意の変化点を決定することと、複数の発破孔を、複数の発破孔の座標にわたる任意の識別された変換点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することと、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギーを決定し、それによって、複数の発破孔の各発破孔の目標爆発エネルギー値を含む目標爆発エネルギープロファイルを生成することと、目標爆発エネルギープロファイルに従って爆発エネルギー値を有する爆薬を、複数の発破孔の中に送達することと、を含む。
【0152】
実施例２３．実施例２２の爆薬を送達する方法では、任意の変化点を決定することは、複数の発破孔の各々の地質値と、すべての複数の発破孔の地質値の平均値との間の累積差を計算することであって、複数の発破孔の各々の地質値の順番が、複数の発破孔の座標に基づく、計算することと、累積差の第１のピーク値を判定することと、を含む。
【0153】
実施例２４．実施例２３の爆薬を送達する方法は、第１のピーク値を、複数の発破孔の各々の地質値における統計ノイズと比較することと、第１のピーク値が統計ノイズを超える場合に、第１のピーク値を変化点として識別することと、を更に含む。
【0154】
実施例２５．実施例２４の爆薬を送達する方法では、第１のピーク値を、複数の発破孔の各々の地質値における統計ノイズと比較し、第１のピーク値が統計ノイズを超える場合に、第１のピーク値を変化点として識別することが、複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルを生成するために、複数の発破孔の各々の地質値をランダム化することと、複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルの各々の累積差及びピーク値を計算することと、第１のピーク値を超えるランダムピーク値のパーセンテージを決定することと、パーセンテージが、選択された信頼値未満である場合に、第１のピーク値を変化点として識別することと、を含む。
【0155】
実施例２６．実施例２２～２６のいずれか１つの爆薬を送達する方法は、１つ又は複数の以前に決定された変化点によって境界付けられた地質値の部分の追加のピーク値を決定し、追加のピーク値の各々を、複数の発破孔の各々の地質値の適切な部分における統計ノイズと比較することを反復することによって、任意の追加の変化点を識別することと、追加のピーク値の各々が統計ノイズを越えた場合に、追加のピーク値の各々を変化点として識別することと、を更に含む。
【0156】
実施例２７．実施例２２～２６のいずれか１つの爆薬を送達する方法では、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することは、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標エマルジョン密度値を決定することを含み、目標爆発エネルギープロファイルは、目標エマルジョン爆薬密度プロファイルを含む。
【0157】
実施例２８．非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ又は複数のプロセッサが命令を実行するときに、爆薬送達システムに、発破パターンの大きさを受信することと、地質プロファイル内の任意の変化点を決定することであって、地質プロファイルが、発破パターンの各発破孔の地質特性を表す地質値を含む、決定することと、発破パターンを、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数の発破孔のグループにセグメント化することと、代表的な地質値に基づいて発破孔の各グループの目標エマルジョン密度を決定し、それによって、発破パターンの各発破孔の目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成することと、を行わせる命令を含む。
【0158】
実施例２９．実施例２８の非一時的コンピュータ可読媒体は、目標密度プロファイルに従って密度値を有する発破孔へのエマルジョン爆薬の送達を制御することを更に含む。
【0159】
実施例３０．発破孔のためのエマルジョン爆薬密度プロファイルを決定する方法であって、この方法は、地質プロファイル内の任意の変化点を決定することであって、地質プロファイルが、発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含む、決定することと、発破孔を、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することと、各グループの代表的な地質値に基づいて各グループの目標エマルジョン密度を決定し、それによって、発破孔の長さに沿った目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成することと、を含む。
【0160】
実施例３１．爆薬送達システムは、エネルギー調節剤を貯蔵するように構成された第１のリザーバと、エネルギー物質を貯蔵するように構成された第２のリザーバと、エネルギー物質及びエネルギー調節剤を混合して爆薬にするように構成されたミキサーであって、ミキサーが、第１のリザーバ及び第２のリザーバに動作可能に接続されている、ミキサーと、ミキサー、第１のリザーバ、及び第２のリザーバに動作可能に接続された送達装置であって、送達装置が、爆薬を発破孔に送達するように構成されている、送達装置と、プロセッサ回路であって、複数の発破孔の位置データを含む発破パターンを受信することと、複数の発破孔に関連付けられた地質値を受信することと、各発破孔の平均地質値に基づいて、各発破孔の目標爆発エネルギーを決定し、それによって、複数の発破孔内の各発破孔の目標爆発エネルギー値を含む目標エネルギープロファイルを生成することと、目標エネルギープロファイルに従って、目標爆発エネルギー値を有する爆薬を、送達装置を介して、発破孔に送達するように、エネルギー調節剤の、ミキサーへの流量を制御することと、を行うための、プロセッサ回路と、を備える。
【0161】
実施例３２．実施例３１の爆薬送達システムでは、参照テーブル内の目標爆発エネルギー値は、地面内の材料のタイプ、及び発破パターンの位置に基づいて変化する。
【0162】
実施例３３．実施例１又は３１のいずれか１つの爆薬送達システムは、事前に選択されたプロファイルに基づいて、各発破孔の目標エネルギープロファイルの密度変動を決定することを更に含む。
【0163】
実施例３４．爆薬送達システムは、エネルギー調節剤を貯蔵するように構成された第１のリザーバと、エネルギー物質を貯蔵するように構成された第２のリザーバと、エネルギー物質及びエネルギー調節剤を混合して爆薬にするように構成されたミキサーであって、ミキサーが、第１のリザーバ及び第２のリザーバに動作可能に接続されている、ミキサーと、ミキサー、第１のリザーバ、及び第２のリザーバに動作可能に接続された送達装置であって、送達装置が、爆薬を発破孔に送達するように構成されている、送達装置と、プロセッサ回路であって、発破孔の大きさを受信することと、地質プロファイル内の任意の変化点を決定することであって、地質プロファイルが、発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含む、決定することと、発破孔を、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することと、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギーを決定し、それによって、発破孔の長さに沿った目標爆発エネルギー値を含む目標エネルギープロファイルを生成することと、目標エネルギープロファイルに従って必要に応じて爆薬のエネルギーを変化させるように、エネルギー調節剤の、ミキサーへの流量を制御することと、を行うための、プロセッサ回路と、を備える。
【0164】
実施例３５．実施例３４の爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、第１のエネルギー値における第１の爆薬グループが発破孔に送達されたこと、及び第２のエネルギー値における第２の爆薬グループが発破孔に送達される予定であることを判定することと、送達装置によって送達される爆薬が第２の爆薬グループに関連付けられた目標爆発エネルギー値を有するように、エネルギー調節剤の流量を修正することと、を更に行うことができる。
【0165】
実施例３６．実施例３４又は実施例３５の爆薬送達システムは、複数の代表的な地質値の目標爆発エネルギー値を含むテーブルを格納するためのメモリ記憶装置を更に備え、各グループの目標爆発エネルギー値を決定するために、プロセッサ回路は、テーブルにアクセスし、各グループに関連付けられた代表的な地質値に基づいて目標爆発エネルギー値を検索する。
【0166】
実施例３７．実施例３６の爆薬送達システムでは、各代表的な地質値に関連付けられた目標爆発エネルギー値は、１回又は複数回の試験充填からの発破成績に少なくとも部分的に基づく。
【0167】
実施例３８．実施例３４～３７のうちのいずれか１つの爆薬送達システムでは、エネルギー調節剤は、密度低減剤を含み、エネルギー物質は、エマルジョンマトリックスを含み、爆薬は、エマルジョン爆薬を含み、目標爆発エネルギー値は、目標エマルジョン密度値を含み、目標爆発エネルギープロファイルは、目標密度プロファイルを含む。
【0168】
実施例３９．実施例３５の爆薬送達システムでは、密度低減剤は、化学ガス発生剤を含む。
【0169】
実施例４０．実施例３４～３９のいずれか１つの爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、地質プロファイルを更に受信することができる。
【0170】
実施例４１．実施例３４～４０のいずれか１つの爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、地質データに基づいて地質プロファイルを更に生成することができる。
【0171】
実施例４２．実施例４１の爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、掘削データ、発破孔の直径、及び発破孔の長さを更に受信することができる。
【0172】
実施例４３．実施例３４～４２のいずれか１つの爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、各グループの代表的な地質値を更に決定することができる。
【0173】
実施例４４．実施例４３の爆薬送達システムでは、代表的な地質は、確率分布、最大値、又は最小値によって定義される。
【0174】
実施例４５．実施例３４～４４のいずれか１つの爆薬送達システムでは、プロセッサ回路は、発破孔の大きさに基づいて、発破孔の現在のグループを決定するために、エマルジョンマトリックスの送達速度を更にモニタリングすることができる。
【0175】
実施例４６．実施例３４～４５のいずれか１つの爆薬送達システムでは、送達装置は、送達導管を含み、ミキサーは、送達導管の出口の近位に位置づけされている。
【0176】
実施例４７．実施例４６の爆薬送達システムでは、送達導管が、ミキサーの入口の近位のエマルジョンマトリックスに密度低減剤を導入するように構成されている。
【0177】
実施例４８．爆薬を送達する方法は、発破孔の大きさを受信することと、地質プロファイル内の任意の変化点を決定することであって、地質プロファイルが、発破孔の長さに沿った地質特性を代表する地質値を含む、決定することと、発破孔を、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することと、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定し、それによって、発破孔の長さに沿った目標爆発エネルギー値を含む目標爆発エネルギープロファイルを生成することと、目標爆発エネルギープロファイルに従って爆発エネルギー値を有する爆薬を発破孔の中に送達することと、を含む。
【0178】
実施例４９．実施例４８の爆薬を送達する方法では、任意の変化点を決定することは、実際の地質値と地質値の平均値との間の累積差を計算することと、累積差の第１のピーク値を判定することと、を含む。
【0179】
実施例５０．実施例４９の爆薬を送達する方法は、第１のピーク値を実際の地質値における統計ノイズと比較することと、第１のピーク値が統計ノイズを超える場合に、第１のピーク値を変化点として識別することと、を更に含む。
【0180】
実施例５１．実施例５０の爆薬を送達する方法では、第１のピーク値を実際の地質値における統計ノイズと比較し、第１のピーク値が統計ノイズを超える場合に、第１のピーク値を変化点として識別することは、複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルを生成するように実際の地質値をランダム化することと、複数のランダムに順序付けられた地質プロファイルの各々の累積差及びピーク値を計算することと、第１のピーク値を超えるランダムピーク値のパーセンテージを決定することと、パーセンテージが、選択された信頼値未満である場合に、第１のピーク値を変化点として識別することと、を含む。
【0181】
実施例５２．実施例４８～５１のいずれか１つの爆薬を送達する方法は、１つ又は複数の以前に決定された変化点によって境界付けられた地質値の部分の追加のピーク値を決定し、追加のピーク値の各々を実際の地質値の適切な部分における統計ノイズと比較することを反復することによって、任意の追加の変化点を識別することと、追加のピーク値の各々が統計ノイズを越える場合に、追加のピーク値の各々を変化点として識別することと、を更に含む。
【0182】
実施例５３．実施例４８～５２のいずれか１つの爆薬を送達する方法では、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定することは、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標エマルジョン密度値を決定することを含んでおり、目標爆発エネルギープロファイルは、目標エマルジョン爆薬密度プロファイルを含み、送達システム設備、制御システム、又はその両方によって達成可能な密度変化の最大数を決定することを更に含む。
【0183】
実施例５４．実施例５３の爆薬を送達する方法では、送達システム設備によって達成可能な密度変化の最大数を決定することは、以下の、発破孔のパラメータ、送達システム設備の流量、及び送達システム設備のための制御システムを評価することを含む。
【0184】
実施例５５．実施例５４の爆薬を送達する方法では、発破孔のパラメータは、発破孔の長さ、及び発破孔の直径を含む。
【0185】
実施例５６．実施例４８～５５のいずれか１つの爆薬を送達する方法は、ステミングの長さ、エアデッキの位置及び長さ、爆薬がない別の領域、又はそれらの組み合わせを用いて、目標爆発エネルギープロファイルを修正することを更に含む。
【0186】
実施例５７．実施例４８～５６のいずれか１つの爆薬を送達する方法では、変化点は、識別されず、単一の目標爆発エネルギー値が、発破孔に対して使用される。
【0187】
実施例５８．実施例４８～５７のいずれか１つの爆薬を送達する方法では、複数の変化点が識別された結果、異なる爆発エネルギー値を有する複数のグループをもたらす。
【0188】
実施例５９．実施例４８～５８のいずれか１つの爆薬を送達する方法では、３つ又は４つ以上の異なるグループが存在する。
【0189】
実施例６０．非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ又は複数のプロセッサが命令を実行するときに、爆薬送達システムに、発破孔の大きさを受信することと、地質プロファイル内の任意の変化点を決定することであって、地質プロファイルが、発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含む、決定することと、発破孔を、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することと、代表的な地質値に基づいて各グループの目標エマルジョン密度を決定し、それによって、発破孔の長さに沿った目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成することと、を行わせる命令を含む。
【0190】
実施例６１．実施例６０の非一時的コンピュータ可読媒体は、目標密度プロファイルに従って密度値を有する発破孔へのエマルジョン爆薬の送達を制御することを更に含む。
【0191】
実施例６２．発破孔のためのエマルジョン爆薬密度プロファイルを決定する方法では、この方法は、地質プロファイル内の任意の変化点を決定することであって、地質プロファイルが、発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含む、決定することと、発破孔を、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することと、各グループの代表的な地質値に基づいて各グループの目標エマルジョン密度を決定し、それによって、発破孔の長さに沿った目標エマルジョン密度値を含む目標密度プロファイルを生成することと、を含む。
【0192】
実施例６３．爆薬を送達する方法は、発破孔の大きさを受信することと、地質プロファイル内の任意の変化点を決定することと、地質プロファイルを、任意の識別された変化点によって分離された１つ又は複数のグループにセグメント化することと、各グループの代表的な地質値に基づいて、各グループの目標爆発エネルギー値を決定し、それによって、各グループの目標爆発エネルギー値を含む目標爆発エネルギープロファイルを生成することと、目標爆発エネルギープロファイルに従って爆発エネルギー値を有する爆薬を送達することと、を含む。
【0193】
実施例６４．実施例６３の爆薬を送達する方法では、地質プロファイルは、発破孔の長さに沿った地質特性を表す地質値を含む。
【0194】
実施例６５．実施例６３の爆薬を送達する方法では、地質プロファイルは、発破パターンに沿った地質特性を表す地質値を含む。
【0195】
本開示の利益を受ける当業者であれば、本明細書に開示されたシステム及び方法はまた、他のコンポーネント及び方法ステップも含み得ることを理解するであろう。例えば、本明細書に記載されているトラック１０２などの送達システム設備は、トラック１０２の他の送達システムに動作可能に接続される、ｐＨ制御剤及び／又はガス発生促進剤などの追加の爆薬添加剤を収容するための追加のリザーバを備えることができる。同様に、トラック１０２などの送達システム設備は、ホモジナイザーなどの追加の設備、追加のミキサー等を含むことができる。これらの追加のすべてのコンポーネントは、本明細書に記載された制御システムによって制御され得る。
【0196】
本明細書に開示される実施例及び実施形態は、単に例証及び例示であり、決して本開示の範囲を制限するものではないと解釈されるべきである。当業者にとっては、本開示の利益をもって、上記の実施形態の詳細が本開示の根本にある原則から逸脱することなく変更可能であることは明白であろう。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
