用于炮孔的自动化装载的系统及其相关方法与流程
相关申请
本申请要求2018年1月29日提交的名称为“systemsforautomatedloadingofblastholesandmethodsrelatedthereto”(用于炮孔的自动化装载的系统及其相关方法)的美国临时申请号62/623,094以及2018年12月20日提交的名称为“systemsforautomatedloadingofblastholesinablastpatternandmethodsrelatingthereto”(用于对爆破图案中的炮孔进行自动化装载的系统及其相关方法)的美国临时申请号62/782,917的优先权，这两份临时申请据此全文以引用方式并入。
本公开整体涉及炸药。更具体地讲，本公开涉及用于输送炸药的系统及其相关方法。在一些实施方案中，所述方法涉及炮孔的自动化装载及其相关方法。
附图说明
结合附图，根据以下说明和所附权利要求，本文公开的实施例将变得更完全显而易见。附图主要描绘了一般化的实施方案，这些实施方案将结合附图以附加的特殊性和细节进行描述，在附图中：
图1示出了配备有系统的卡车的一个实施方案的侧视图，该系统用于自动地对炮孔中的各个区段调节乳胶炸药的密度。
图2a示出了输送炸药的方法的一个实施方案的流程图。
图2b示出了基于炮孔的地质特性以炮孔内的变化目标爆炸能量来输送炸药的方法的一个实施方案的流程图。
图3示出了确定炮孔的硬度分布图的变化点的方法的一个实施方案的流程图。
图4示出了为炮孔绘制的示例性硬度分布图。
图5a示出了针对图4的硬度分布图计算的示例性累积差值，将该累积差值对使用图4的硬度分布图的相同硬度值的随机排序硬度分布图作图。
图5b描绘了图5a的随机排序硬度分布图的累积差值的最大值和最小值之间的差值的分布的坐标图。
图6示出了具有所识别的第一变化点的图4的硬度分布图。
图7a示出了针对图4的硬度分布图的子集计算的累积差值，将该累积差值对使用相同子集的相同硬度值的随机排序硬度分布图作图。
图7b描绘了图7a的随机排序硬度分布图的累积差值的最大值和最小值之间的差值的分布的坐标图。
图8示出了具有所识别的第一变化点和第二变化点的图4的硬度分布图。
图9a示出了针对图4的硬度分布图的另外子集计算的累积差值，将该累积差值对使用相同另外子集的相同硬度值的随机排序硬度分布图作图。
图9b描绘了图9a的随机排序硬度分布图的累积差值的最大值和最小值之间的差值的分布的坐标图。
图10示出了具有所识别的第一变化点和第二变化点及所识别的非变化点的图4的硬度分布图。
图11示出了在分析多个硬度值子集的变化点并识别三个变化点之后图4的硬度分布图。
图12示出了另一个示例性硬度分布图，其中在大于炮泥线的深度处识别三个变化点。
图13示出了用于自动地改变炮孔中的乳胶基质的密度的炸药输送系统的框图。
图14示出了根据一个实施方案的爆破图案的顶视图，其示出了每个孔的平均硬度。
图15示出了基于炮孔的地质特性来输送炸药的方法的一个实施方案的流程图。
图16示出了用于自动地改变乳胶基质的密度的炸药输送系统的框图。
具体实施方式
炸药通常用于在采矿、采石和挖掘工业中破碎岩石和矿石。一般来讲，在表面(诸如地面)中钻一个孔(称为“炮孔”)。然后可将炸药泵送(例如，乳胶炸药和乳胶共混物)或螺旋式装填(例如，硝酸铵和燃料油(anfo)及重anfo)到炮孔中。例如一般将乳胶炸药以乳胶基质的形式运输到施工现场，该乳胶基质太致密而无法完全引爆。一般来讲，乳胶需要“敏化”，才能成功引爆乳胶。通常通过向乳胶中引入小空隙来完成敏化。这些空隙充当用于传播爆炸的热点。这些空隙可通过密度降低剂引入，诸如通过以下方式引入：将气体吹入乳胶中并由此形成气泡，添加微球或其他多孔介质，和/或注入化学析气剂以在乳胶中反应并由此形成气体。
对于炮孔而言，根据长度或深度的不同，可将雷管置于炮孔的端部(也称为“底部(toe)”)和乳胶炸药的开始处。通常，在此类情况下，炮孔的顶部不会填充有炸药，而是填充有惰性材料(称为“炮泥”)以试图将爆炸力保持在炮孔周围的材料内，而不允许爆炸性气体和能量从炮孔的顶部逃逸出。
本文公开了用于炮孔的自动化装载的系统、方法和装置及其相关方法。在一些实施方案中，所述系统、方法和装置可通过跨炮孔和/或爆破地点识别地质特性的变化点来确定爆破图案中的每个炮孔的目标爆炸特性(例如，爆炸能量)。例如，在一些实施方案中，系统可识别炮孔内具有类似地质特性的区段。在一些实施方案中，系统可通过跨爆破图案的一定距离识别变化点来识别具有类似地质特性的炮孔部分或组，并且控制能量调制剂流向混合器的流速以将具有目标爆炸能量值的炸药输送到炮孔。
应当容易理解，如下文总体描述和本文附图中示出的实施方案的部件可被布置和设计成多种不同的构型。例如，方法的步骤不一定需要以任何特定顺序执行，或甚至顺序地执行，这些步骤也不需要仅执行一次。因此，如下文描述和附图中表示的各种实施方案的以下更详细描述不旨在限制本公开的范围，而是仅仅表示各种实施方案。尽管在附图中呈现了实施例的各种方面，除非明确指示，否则附图不必按比例绘制。
短语“可操作地连接到”和“连接到”是指两个或更多个实体之间的任何形式的相互作用，包括机械、电、磁、电磁、流体以及热相互作用。两个实体可彼此相互作用，即便其彼此不直接接触。例如，两个实体可间接通过中间实体来彼此相互作用。
术语“近侧”在本文中用来指在所公开的对象“附近”或在所公开的对象“处”。例如，“在输送管道的出口近侧”是指在输送管道的出口附近或在输送管道的出口处。
短语“变化点”是指数据中的统计上显著的变化点。因此，地质分布图(诸如硬度分布图)内的变化点是地质分布图中的地质值的统计上显著的变化。
本文所述的炸药输送系统和方法的实施方案和实施方式可包括各种步骤，这些步骤可在机器可执行指令中体现以由计算机系统执行。计算机系统可包括一个或多个通用或专用计算机(或其他电子设备)。计算机系统可包括含有用于执行这些步骤的特定逻辑的硬件部件，或可包括硬件、软件和/或固件的组合。
实施方案可作为包括计算机可读介质的计算机程序产品来提供，该计算机可读介质具有存储在其上的指令，这些指令可用于对计算机系统或其他电子设备进行编程以执行本文所述的过程。计算机可读介质可包括但不限于：硬盘驱动器、软盘、光盘、cd-rom、dvd-rom、rom、ram、eprom、eeprom、磁卡或光卡、固态存储设备或者适用于存储电子指令的其他类型的介质/计算机可读介质。
计算机系统及计算机系统中的计算机可经由网络来连接。适用于如本文所述的配置和/或用途的网络包括一个或多个局域网、广域网、城域网和/或互联网或ip网络，诸如万维网、私有互联网、安全互联网、增值网络、虚拟专用网络、外联网、内联网、或甚至通过介质的物理传输来与其他机器通信的独立机器。具体地讲，合适的网络可由两个或更多个其他网络的部分或全部形成，包括使用不同硬件和网络通信技术的网络。
其他合适的网络包括服务器和若干客户端；其他合适的网络可包含服务器、客户端和/或对等节点的其他组合，并且给定计算机系统可既充当客户端，又充当服务器。每个网络包括至少两个计算机或计算机系统，诸如服务器和/或客户端。计算机系统可包括工作站、膝上型计算机、可断开连接的移动计算机、服务器、大型机、集群、所谓“网络计算机”或“瘦客户端”、平板电脑、智能电话、个人数字助理或其他手持式计算设备、“智能”消费电子设备或电器、医疗设备或它们的组合。
合适的网络可包括通信或联网软件，诸如可得自
每个计算机系统包括一个或多个处理器和/或存储器；计算机系统还可包括各种输入设备和/或输出设备。处理器可包括通用设备，诸如
计算机系统可能能够使用软盘驱动器、磁带驱动器、光学驱动器、磁光驱动器或其他读取存储介质的装置。合适的存储介质包括具有特定物理配置的磁存储设备、光存储设备或其他计算机可读存储设备。合适的存储设备包括软盘、硬盘、磁带、cd-rom、dvd、prom、ram、闪存存储器和其他计算机系统存储设备。物理配置表示数据和指令，这些数据和指令致使计算机系统以如本文所述的特定且预定义的方式操作。
相关领域技术人员易于使用此处提出的教导内容以及编程语言和工具诸如java、pascal、c++、c、php、.net、数据库语言、api、sdk、汇编、固件、微码和/或其他语言和工具来提供有助于实现本发明的合适软件。合适的信号格式可以以模拟或数字形式体现，其带有或不带有相关领域技术人员易于提供的错误检测和/或校正位、数据包报头、特定格式的网络地址和/或其他支持数据。
某些实施方案的各方面可被实现为软件模块或部件。如本文所用，软件模块或部件可包括位于计算机可读存储介质内或上的任何类型的计算机指令或计算机可执行代码。软件模块可例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，该一个或多个物理或逻辑块可被组织为执行一个或多个任务或实现特定的抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。特定软件模块可包括存储在计算机可读存储介质的不同位置中的不同指令，这些指令一起实现模块的所述功能。实际上，模块可包括单个指令或许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、不同的程序之间以及几个计算机可读存储介质上。
一些实施方案可以在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，软件模块可位于本地和/或远程计算机可读存储介质中。另外，在数据库记录中被捆绑或一起呈现的数据可驻留在相同的计算机可读存储介质中、或者在几个计算机可读存储介质中，并且可通过网络在数据库中的记录的字段中被链接在一起。根据一个实施方案，数据库管理系统(dbms)允许用户与一个或多个数据库交互并且提供对数据库中所含的数据的访问。
在炸药输送系统的一些实施方案中，该系统包括第一贮存器，该第一贮存器被配置为储存能量调制剂，诸如密度降低剂。该系统还可包括第二贮存器和混合器，该第二贮存器被配置为储存高能物质，诸如乳胶基质，并且该混合器被配置为将高能物质和能量调制剂组合成炸药，诸如乳胶炸药。混合器可以可操作地连接到第一贮存器和第二贮存器。输送设备(诸如输送管道)可以可操作地连接到混合器、第一贮存器和第二贮存器，并且被配置为将炸药输送到炮孔中。
在一些实施方案中，炸药输送系统可包括处理器电路以接收炮孔的尺寸。处理器电路可确定地质分布图内的变化点，其中地质分布图可包括硬度值，这些值表示沿着炮孔的长度的地质特性，诸如硬度。处理器电路可将炮孔分段成由变化点分开的组。另外，处理器电路可确定每个组的代表性硬度值。另外，处理器电路可基于代表性硬度值来确定每个组的目标爆炸能量值，从而生成目标爆炸能量分布图，包括沿着炮孔的长度的目标爆炸能量值。该系统可根据目标爆炸能量分布图来控制能量调制剂(诸如密度降低剂)流向混合器的流速以视需要改变炸药的能量。
在输送炸药的方法的一些实施方案中，所述方法包括接收炮孔的尺寸。所述方法还包括确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括地质数据，诸如硬度值，这些值表示沿着炮孔的长度的地质硬度特性。所述方法还可包括将炮孔分段成由变化点分开的一个或多个组。所述方法还可包括确定每个组的代表性硬度值。所述方法还可包括基于代表性硬度值来确定该一个或多个组中的每个组的目标爆炸能量值，诸如目标乳胶密度值。所述方法还可包括将高能物质(例如，乳胶基质)和能量调制剂(例如，密度降低剂)混合成炸药。该方法还可包括控制能量调制剂的流速以实现每个组的目标爆炸能量。
本文还公开了确定炮孔的乳胶炸药密度分布图的方法。在一些实施方案中，所述方法包括确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括地质数据，诸如硬度值，这些值表示沿着炮孔的长度的硬度特性。所述方法还可包括将炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组。所述方法还可包括确定每个组内的代表性硬度值。所述方法还可包括基于每个组的代表性硬度值来确定每个组的目标乳胶密度，从而生成目标密度分布图，包括沿着炮孔的长度的目标乳胶密度值。
本文还公开了非暂态计算机可读介质。在一些实施方案中，该介质包括指令以在一个或多个处理器执行所述指令时致使炸药输送系统接收炮孔的尺寸并且确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括地质数据，诸如硬度值，这些值表示沿着炮孔的长度的硬度特性。该介质还可包括指令以将炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组。该介质还可包括指令以识别每个组内的代表性硬度值。该介质还可包括指令以基于代表性硬度值来确定每个组的目标爆炸能量或目标乳胶密度，从而生成目标爆炸能量分布图或目标乳胶密度分布图，包括沿着炮孔的长度的目标值。
本文的大部分公开内容针对乳胶炸药，其中乳胶基质是高能物质并且密度降低剂是能量调制剂。本文有关乳胶炸药的公开内容适用于其他炸药。同样，本文有关炸药的公开内容一般适用于乳胶炸药。乳胶炸药是本公开所设想的炸药的一个示例。炸药的其他示例是anfo、重anfo以及anfo或硝酸铵(an)与乳胶炸药的颗粒状炸药共混物。本文所公开的系统和方法适用于多种炸药。例如，高能物质可为anfo，并且可在将anfo螺旋式装填到炮孔中时将能量调制剂以变化的量与anfo混合，从而根据目标爆炸能量分布图来增加或降低炮孔的特定深度处的anfo的能量级。在另一个示例中，anfo或an颗粒状炸药可为能量调制剂，并且乳胶炸药可为高能物质。在该示例中，乳胶炸药可处于恒定或可变的密度。可在将anfo或an颗粒状炸药螺旋式装填或泵送到炮孔中时将anfo或an颗粒状炸药以变化的量与乳胶炸药混合，从而根据目标爆炸能量分布图来增加或降低炮孔的特定深度处的炸药共混物的能量级。受益于本公开，本领域普通技术人员将理解，多种高能物质和能量调制剂可与本文所公开的系统和方法一起使用。
现在转到附图，图1示出了配备有炸药输送系统100的卡车102的一个实施方案的侧视图，该炸药输送系统用于自动地对爆破图案内的炮孔或各个炮孔组中的各个区段调节乳胶炸药的密度。如图所示，炸药输送系统100可包括安装在卡车102上的第一贮存器10、第二贮存器20和混合器40。
可通过混合第一贮存器10和第二贮存器20的内容物来形成乳胶炸药。第一贮存器10可储存密度降低剂。第二贮存器20储存乳胶基质。混合器40可操作地连接到第一贮存器10和第二贮存器20。混合器40将密度降低剂和乳胶基质组合成乳胶炸药。在一些实施方案中，密度降低剂包括化学析气剂。
混合器40可在一个或多个地方组合密度降低剂和乳胶基质。在一些实施方案中，混合器40可在卡车102上、在输送管道80中和/或在炮孔104中组合密度降低剂和乳胶基质。在一些实施方案中，输送管道80间接连接到第一贮存器10和第二贮存器20。例如，如图所示，混合器40可连接输送管道80、第一贮存器10和第二贮存器20。在该布置中，混合器40可在卡车102上制备乳胶炸药85。在一些实施方案中，输送管道80被配置为在混合器位于喷嘴90中时将密度降低剂在混合器的入口近侧引入到乳胶基质。
在一些实施方案中，混合器40可在炮孔104内制备乳胶炸药85。例如，混合器可位于喷嘴90中的输送管道80的出口近侧，并且可不存在混合器40。在此类实施方案中，输送管道80可包括用于输送乳胶基质的一个管以及用于将密度降低剂输送到喷嘴90以与乳胶基质组合的单独管。在喷嘴90用于混合密度降低剂和乳胶基质的实施方案中，可迅速精确地改变输送到炮孔104中的乳胶炸药85的密度。
喷嘴90连接在输送管道80的端部处。输送管道80可操作地连接到混合器40。输送管道80和喷嘴90被配置为将乳胶炸药85输送到炮孔104中。卡车102定位在竖直炮孔104附近。输送管道80从软管卷盘92退绕并且插入到竖直炮孔104中。
在一些实施方案中，炸药输送系统100包括处理器电路110以确定炮孔104内具有不同地质硬度特性的区段112,114。处理器电路110还可基于每个区段的地质硬度特性来控制第一贮存器10中的密度降低剂的流速以实现目标乳胶密度。因此，炸药输送系统100可自动地对炮孔104中的区段112,114调节乳胶炸药的密度。通过区分区段112,114并且调节每个区段112,114内的乳胶炸药85的密度，可为特定炮孔的地质特性定制爆破并且可由此增加挖掘速率和研磨生产率。
在一些实施方案中，处理器电路110可确定第一密度的第一乳胶炸药组已被输送到炮孔104并且第二密度的第二乳胶炸药组将被输送到炮孔104。例如，处理器电路110可确定已实现足以填充炮孔104的特定长度或深度的炸药体积。然后处理器电路110可修改密度降低剂的流速，使得输送管道80所输送的乳胶炸药85具有与第二乳胶炸药组相关联的目标乳胶密度。
例如，处理器电路110可监测乳胶基质的输送速率以基于炮孔104的尺寸及因析气(即，乳胶炸药的形成)而引起的乳胶基质的膨胀来确定要填充的炮孔104的当前组。在一些实施方案中，输送管道80的深度可基于软管卷盘92上的输送管道80的量。
当处理器电路110确定第二密度的第二乳胶炸药组将被输送到炮孔104时，处理器电路110可修改密度降低剂的流速，使得输送管道80所输送的乳胶炸药85具有与第二乳胶炸药组相关联的目标乳胶密度。例如，处理器电路110可向混合器40发送信号以增加密度降低剂的量或降低乳胶炸药85的密度。
在一些实施方案中，炸药输送系统100可包括记忆存储设备120。记忆存储设备120可存储表格，该表格包括多个硬度值的目标乳胶密度。在一些实施方案中，为了确定每个组的目标乳胶密度，处理器电路110访问该表格并且基于为每个组识别的代表性硬度值来定位目标乳胶密度。
处理器电路110可接收关于每个炮孔的更详细信息，包括地质分布图。在一些实施方案中，处理器电路110基于一种或多种类型的地质数据来生成地质分布图。地质数据的非限制性示例包括矿物学(元素和/或矿物)、岩性结构(原生、次生和/或组构)、孔隙度、硬度、岩石强度和密度。“组构”是指形成岩石或其他材料的连生矿物晶体的尺寸、形状和布置。地质数据可用于确定另外的地质特性，诸如易碎性和碎裂性。可直接地或间接地由诸如地震数据、钻孔数据、钻屑、岩心样本或它们的组合的源确定地质数据。例如，可使用x射线或γ射线荧光、扫描电子显微镜法及其他光谱法和/或显微镜技术来分析钻屑和/或岩心样本。地质数据可包括增量基础上(诸如每英尺基础上)的信息。
就钻孔数据而言，处理器电路110可接收钻孔数据、炮孔104的直径以及炮孔104的长度。钻孔数据可包括增量基础上(诸如每英尺基础上)的信息。钻孔数据可包括诸如钻头尺寸、钻头转速、钻头扭矩、钻进速率、钻头振动、下拉压力、排渣风压、孔位置、孔数量和孔长度或深度的信息。钻孔数据可与沿着炮孔的长度的地质特性相关。因此，钻孔数据可用于生成沿着炮孔的长度的硬度值(即，硬度分布图)。例如，处理器电路110可接收钻孔数据并且生成硬度分布图，或可从另一个由钻孔数据生成硬度分布图的系统接收硬度分布图。处理器电路110可直接从一个或多个钻机或从已接收到钻孔数据的单独源接收钻孔数据。处理器电路还可接收炮孔的硬度分布图和尺寸，而不是接收钻孔数据。
就地震数据而言，处理器电路110可从一个或多个地震检波器或其他地震传感器接收数据。地震检波器可记录钻孔期间和/或来自测试装药的振动。处理器电路110可将源(例如，钻孔或测试装药)处的地震振动与一个或多个地震检波器处的地震振动进行比较。至少基于地震振动的延迟、频率和振幅，处理器电路110可确定地质特性(例如，块度、复合材料密度、组成、岩石阻抗、硬度值、杨氏模量、剪切应变或其他此类特性)。
在一些实施方案中，处理器电路110可确定能量分布图，包括炮孔的一个或多个组的目标爆炸能量，并且卡车102上的处理器将根据能量分布图来输送炸药。
在一些实施方案中，处理器电路110接收爆破图案(包括多个炮孔的位置数据)和与所述多个炮孔相关联的地质值。地质值表示所述多个炮孔的地质特性。在一些实施方案中，地质值包括所述多个炮孔中的每一者的平均地质值。例如，当地质值包括硬度值时，则硬度值可为所述多个炮孔中的每一者的平均硬度值。
处理电路110可确定沿着爆破图案的一定距离的地质值中的任何变化点。爆破图案的该距离(处理器电路将在此确定地质值中的任何变化点)可为最小抵抗线方向上的一排或一行孔。在一些实施方案中，可在爆破图案的间距和最小抵抗线方向上确定变化点。在一些实施方案中，可逐排确定变化点。在一些实施方案中，锚炮孔可用作起始位置，并且以多个角度跨爆破方案中的一行来确定变化点。
在一些实施方案中，处理电路110可通过使用查找表来确定区段变化，其中材料类型、平均硬度和孔直径(作为一个示例)可用于提供每个孔的装载分布图。可在逐个孔的基础上应用装载分布图。
处理电路110可将爆破图案分段成由任何所识别的变化点分开的炮孔的一个或多个组。另外，处理电路110可基于每组炮孔的代表性地质值来确定每组炮孔的目标爆炸能量，从而生成目标能量分布图，目标能量分布图包括所述多个炮孔中的每个炮孔的目标爆炸能量值。在一些实施方案中，炸药材料的可用量用于确定每个组的目标爆炸能量。处理电路110可根据目标能量分布图来控制能量调制剂流向混合器的流速以经由输送设备向炮孔104输送具有目标爆炸能量值的炸药。
另选地，处理器电路110可基于其他方法来确定区段变化。例如，当需要三个区段时，可将炮孔在数值上分成低硬度类别、中等硬度类别和高硬度类别。在该示例中，第一区段中属于低硬度类别的炮孔可能填充有anfo和膨胀剂，以降低anfo的能量。第二区段中属于中等硬度类别的炮孔可能填充有anfo。第三区段中属于高硬度类别的炮孔可能填充有重anfo。
图2a示出了输送炸药的方法250的一个实施方案的流程图。可由处理器电路(诸如图1的处理器电路110)执行参照图2a描述的方法250。
在该实施方案中，方法250包括在252处接收地质分布图。地质分布图可包括地质值，这些地质值表示爆破方案中的所述多个炮孔的一个或多个地质特性。在一些实施方案中，该方法包括接收钻孔数据，该钻孔数据包括地质硬度特性、炮孔的直径和炮孔的长度。该信息可直接由钻孔操作期间接收的数据提供，或可由操作员输入。在一些实施方案中，该方法包括接收地震数据。在一些实施方案中，方法250包括基于钻孔数据和/或地震数据来生成硬度分布图。
方法250还包括在254处确定地质分布图内的任何变化点(有时也称为拐点)。在一些实施方案中，该方法在254处跨爆破方案中的所述多个炮孔的坐标来确定变化点(例如，图13和图14)。在一些实施方案中，该方法在254处确定炮孔内的变化点(例如，图2b)。
参见图3，了解一个实施方案如何寻找地质分布图内的变化点的说明。在一些地质分布图中，不存在变化点。这使得单个目标乳胶密度用于整个爆破方案。在其他地质分布图中，存在一个或多个变化点(诸如许多个变化点)，从而产生具有一个或多个不同目标乳胶密度的多个组。例如，可使用序贯分析技术(诸如累积和技术)或其他确定数据系列中的动量变化的置信水平的技术来确定变化点。
在一些实施方案中，可在炮孔内改变乳胶密度。例如，用户可预先选择爆破图案中的炮孔的期望分布图。该分布图可为每个炮孔独有的，可应用于所有炮孔或一组炮孔。因此每个孔内的能量分布可基于预先选择的分布图而改变。
应当理解，所公开的改变炮孔中的炸药的爆炸能量的方法可用于实现敏化产品的任何数量的期望爆炸能量分布图。例如，可能期望在炮孔的顶部具有更低密度炸药并且在炮孔的底部具有更高密度炸药。例如，炮孔的能量分布可大致呈金字塔形。在另一个示例中，能量分布图可在炮孔的顶部具有更高密度炸药。炮孔的所得能量分布可呈倒金字塔。在又一个示例中，炮孔的中间部分附近的炸药可具有比顶部或底部更高的密度，从而产生凸形能量分布。
方法250还包括在256处将地质分布图分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组。这些组可为炮孔内的竖直区段和/或跨爆破方案的坐标的炮孔的组。方法250还包括在258处确定每个组的代表性地质值。代表性地质值可由特定组的概率分布、平均地质值、最大地质值或最小地质值限定。概率分布的示例包括特定组的地质值的均值、中值或模式。
方法250还包括在260处基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标爆炸能量值，诸如目标乳胶密度，从而生成目标爆炸能量分布图，包括每个区段的目标爆炸能量值。在一些实施方案中，确定每个组的目标爆炸能量值包括访问表格并且基于与每个组相关联的代表性地质值来定位目标爆炸能量值。该表格可包括多个地质值的目标爆炸能量值。
可利用算法、基于先前经验或它们的组合来得出目标爆炸能量值。例如，在算法用于由钻孔数据和/或地震数据生成硬度分布图的实施方案中，所生成的硬度值可为相对值，而非绝对值。当生成相对值时，则可能有利的是在爆破地点进行一次或多次测试装药并且比较测试炮孔内的特定硬度值下的不同目标爆炸能量值的性能。例如，以这种方式可微调与特定硬度值相关的目标乳胶密度。或换句话说，可使用一次或多次测试爆破来微调用于生成硬度分布图的算法的输出。因此，目标乳胶密度生成目标密度分布图，包括沿着炮孔的长度的目标乳胶密度值。可使用炮泥长度、空气间隔位置和长度、其他没有乳胶炸药的区域或它们的组合来修改目标能量分布图，诸如目标密度分布图。
测试爆破和/或先前爆破可用于微调目标能量分布图以获得期望的块度尺寸。来自测试爆破和/或先前爆破的反馈可包括来自研磨分析、爆堆分析或输送机分析的块度尺寸数据。方法250可包括基于该反馈来改变与硬度值相关联的乳胶密度以优化未来爆破。例如，未来爆破可具有基于该反馈的优化块度尺寸。优化未来块度尺寸可包括调节目标能量分布图以改变块度尺寸，使得碎片更接近目标或期望尺寸。例如，该系统可改变该系统用来确定目标爆炸值的查找表的值。例如，如果该表格包括多个地质值的目标爆炸能量值，该系统可使用该反馈来改变目标爆炸能量值、所述多个地质值或两者。例如，可微调用于生成地质值和/或地质分布图的算法的输出以便实现期望的块度尺寸。在一些实施方案中，方法250可基于该反馈来改变一组的地质值。在一些实施方案中，方法250可基于该反馈来改变分段。在一些实施方案中，方法250可基于该反馈来改变查找表、一组的地质值和分段中的一者或多者。
方法250还可包括在264处控制能量调制剂流向混合器的流速以实现要填充的炮孔的目标爆炸能量值。
方法250还可包括操作员确认或输入炮孔中存在的任何水的深度。如果该组的目标乳胶密度尚未大于1g/cm2，则可自动地将与水接触的炸药的目标乳胶密度增加到大于1g/cm2。
在一些实施方案中，可仅执行方法250的一部分步骤。例如，当生成而非接收地质分布图时，则可不执行步骤252。在又一个示例中，在一些实施方案中，可仅执行步骤254-260。另外，在一些实施方案中，可将方法250的一些步骤一起组合成单个步骤。
图2b示出了以炮孔内的变化目标爆炸能量来输送炸药的方法200的一个实施方案的流程图。方法200可将炮孔分段并且确定炮孔的每个部分的目标乳胶密度。可由处理器电路(诸如图1的处理器电路110)执行参照图2b描述的方法200。
在该实施方案中，方法200包括在202处接收炮孔的地质分布图和尺寸。地质分布图可包括硬度值或其他地质值，这些地质值表示沿着炮孔的深度的一个或多个地质特性。在一些实施方案中，该方法包括接收钻孔数据，该钻孔数据包括地质硬度特性、炮孔的直径和炮孔的长度。该信息可直接由钻孔操作期间接收的数据提供，或可由操作员输入。在一些实施方案中，方法200包括接收地震数据。在一些实施方案中，方法200包括基于钻孔数据和/或地震数据来生成硬度分布图。
方法200还包括在204处确定地质分布图内的任何变化点(有时也称为拐点)。参见图3，了解一个实施方案如何寻找地质分布图内的变化点的说明。在一些地质分布图中，不存在变化点。这使得单个目标乳胶密度用于整个炮孔。在其他地质分布图中，存在一个或多个变化点(诸如许多个变化点)，从而产生具有一个或多个不同目标乳胶密度的多个组。例如，可使用序贯分析技术(诸如累积和技术)或其他确定数据系列中的动量变化的置信水平的技术来确定变化点。
方法200还包括在206处将炮孔分段成由变化点分开的组。区段的数量可受到炮孔和/或炸药输送系统的物理参数的限制。例如，受支撑的区段的最大数量可基于炮孔的参数、输送系统设备的流速和/或输送系统设备的控制系统的限制或响应性。在一些实施方案中，输送系统设备的控制系统可仅允许某些数量的密度变化，诸如四个、六个或八个密度变化(这相当于炮孔中的四个、六个或八个区段)。炮孔的参数可包括炮泥深度、炮孔长度和炮孔直径。方法200可包括确定由输送系统设备、控制系统或两者可实现的密度变化的最大数量。方法200可包括去除待由炮泥、空气间隔、其他没有乳胶炸药的区域或它们的组合占用的区段或区段部分。例如，操作员可能能够向用户界面中输入炮泥长度及任何空气间隔位置和长度，并且处理器电路可相应地修改区段。处理器电路还可以以其他方式接收该信息。
方法200还包括在208处确定每个组的代表性地质值。代表性地质值可由特定组的概率分布、最大地质值或最小地质值限定。概率分布的示例包括特定组的地质值的均值、中值或模式。
方法200还包括在210处基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标爆炸能量值，诸如目标乳胶密度。在一些实施方案中，确定每个组的目标爆炸能量值包括访问表格并且基于与每个组相关联的代表性地质值来定位目标爆炸能量值。该表格可包括多个地质值的目标爆炸能量值。可利用算法、基于先前经验或它们的组合来得出目标爆炸能量值。例如，在算法用于由钻孔数据和/或地震数据生成地质分布图的实施方案中，所生成的地质值可为相对值，而非绝对值。当生成相对值时，则可能有利的是在爆破地点进行一次或多次测试装药并且比较测试炮孔内的特定地质值下的不同目标爆炸能量值的性能。例如，以这种方式可微调与特定地质值相关的目标乳胶密度。或换句话说，可使用一次或多次测试爆破来微调用于生成地质分布图的算法的输出。因此，目标乳胶密度生成目标密度分布图，包括沿着炮孔的长度的目标乳胶密度值。可使用炮泥长度、空气间隔位置和长度、其他没有乳胶炸药的区域或它们的组合来修改目标能量分布图，诸如目标密度分布图。
方法200还可包括在212处监测炮孔中的炸药的水平。例如，方法200可基于已输送到炮孔的炸药体积和炮孔的已知几何形状来确定当前组。方法200可确定当前组已被填充并且新的组将被填充。
方法200还可包括在214处控制能量调制剂流向混合器的流速以实现炸药水平处的组的目标爆炸能量值。例如，当经过变化点时，方法200可将炸药调节到与新的组相关联的目标爆炸能量值，诸如通过在炸药包含乳胶炸药时调节炸药的密度。
另外，操作员可基于炮孔的实际长度并与钻孔期间记录的炮孔的长度相比来确认或修改与地质分布图相关联的炮孔的长度。方法200可包括修改最后一组或第一组的长度以适应与地质分布图相关联的炮孔长度和实际炮孔长度之间的偏差。
图3示出了确定炮孔的地质分布图(针对硬度分布图来举例说明)的变化点的方法300的一个实施方案的流程图。可由处理器电路(诸如图1的处理器电路110)执行参照图3描述的方法300。使用累积求和方法，处理电路可对硬度分布图执行迭代分析并且将每次迭代的累积差值与随机“噪声”进行比较。基于噪声比较，可得出可能变化点的置信水平。可对硬度值的子集迭代地重复该过程以识别任何附加变化点。
硬度值可与由钻取炮孔生成的数据包括在一起，可由钻孔数据生成，可由地震数据生成，或可由处理器电路110独立地接收。
方法300可包括在302处计算炮孔的实际硬度值与硬度值均值之间的累积差值。硬度分布图可包括增量基础上(诸如每英尺基础上)的硬度值。当增量基础一致时，则每个增量可被当作用于累积和目的的区段。可通过以下方式得出累积差值(sx)：将先前区段的累积差值(sx-1)及当前区段硬度(h1)与硬度值集合的均值硬度(mh)之间的差值相加，使得：
sx＝sx-1+(hx-mh)公式1
可将公式1顺序地应用于每个区段。使用该特定累积和方法，第一累积差值(s0)和最后一个累积数据点始终将为零。
方法300还可在304处确定累积差值的第一峰值。确定峰值(其可为正或负)的方法可包括绘制每个差值的数值。所绘制的累积差值中的任何方向变化表示硬度分布图中的变化或潜在变化点。其他数学方法可用于确定该数据中的方向变化。
接下来，可评估方向变化以确定该变化是否为统计上显著的。因此，处理电路可测试可能变化点以查看其仅仅是噪声，还是实际上存在均值的可定量变化。
方法300还可包括在306处将实际硬度值中的第一峰值与统计噪声进行比较，并且如果第一峰值超过统计噪声，则将第一峰值识别为变化点。例如，在一个实施方案中，方法300使实际硬度值随机化以生成多个随机排序硬度分布图。然后方法300可计算所述多个随机排序硬度分布图中的每一者的累积差值和峰值。方法300可将这些随机峰值与第一峰值进行比较以确定超过第一峰值的随机峰值的百分比。
方法300可使用第一峰值与统计噪声之间的比较来在308处确定置信水平。置信水平可提供对第一峰值是否为变化点的洞察。在所示的实施方案中，在310处将置信水平与阈值置信值进行比较。如果超过第一峰值的随机峰值的百分比小于所选择的置信值，则该方法在312处将第一峰值识别为变化点。例如，可将阈值设定为95％，并且如果超过第一峰值的随机峰值的百分比小于5％，则将该点识别为变化点。阈值置信值是可由用户诸如经由处理电路设定的参数。
方法300可对硬度值的子集迭代进行这些步骤。该子集可包括先前识别的变化点与炮孔边界之间的值。因此，方法300可通过以下方式识别任何附加变化点：迭代地确定由一个或多个先前确定的变化点界定的硬度值的部分的附加峰值，并且将实际硬度值的相关部分中的每个附加峰值与统计噪声进行比较，并且如果每个附加峰值超过统计噪声，则将每个附加峰值识别为变化点。迭代过程可一直持续到该数据子集的峰值不再产生变化点或达到区段的最大数量为止。
在一些实施方案中，即使变化点具有足够高的置信水平，若该变化点太接近已经识别的变化点，也可丢弃该变化点。例如，如果先前识别但太接近的变化点具有比随后识别的变化点更高的置信水平，则可丢弃随后识别的变化点。同样，如果随后识别但太接近的变化点具有比先前识别的变化点更高的置信水平，则可将其丢弃。变化点之间的最小距离可为用户设定的参数，或可由处理电路基于诸如设备和/或控制系统对过程控制值的变化(例如，化学析气剂的流速的变化)的响应性的因素来确定。
在一些实施方案中，处理电路可被配置为确定炮孔中的所有变化点。在识别比可利用的更多的变化点的场景中，则变化点可按照置信水平排序并且利用具有最高置信水平的变化点。例如，当系统受限于可向炮孔输送的六个不同区段，但识别超过五个变化点时，则将利用具有最高置信水平的五个变化点。
在一些情况下，未在炮孔中识别变化点。在这些情况下，单个目标乳胶密度用于炮孔。在其他情况下，将识别多个变化点。在这些情况下，将识别具有不同目标乳胶密度的多个组。
图4至图11示出了应用于示例性硬度分布图400的图3的方法300的具体实施方案的结果。应当理解，方法300可应用于任何地质值，而不仅仅是硬度值。
处理器电路(诸如图1的处理器电路110)可接收硬度分布图400并且经由图3的方法300来识别任何变化点。
具体地讲，图4示出了为炮孔绘制的示例性硬度分布图400。
图5a示出了用随机噪声502绘制的硬度分布图400的累积差值500。累积差值500的峰值504指示炮孔中的该点处存在变化点。随机噪声502用于提供峰值504表示变化点的置信度。
通过以下方式得出累积差值(sx)：将先前区段的累积差值(sx-1)及当前区段硬度(h1)与硬度值集合的均值硬度(mh)之间的差值相加，使得：
sx＝sx-1+(hx-mh)公式1
图4的示例性硬度分布图400的均值硬度为425.03。使用该特定累积和方法，第一累积差值(s0)和最后一个累积数据点被设定为零。将公式1应用于图4的硬度分布图400得出：
s1＝s0+(h1–mh)＝0+(209–425.03)＝-216.03公式2
s2＝s1+(h2–mh)＝-216.03+(196–425.03)＝-445.05公式3
s3＝s2+(h3–mh)＝-445.05+(189–425.03)＝-681.08公式4
以此类推直到…
s39＝s38+(h39–mh)＝-161.97+(587–425.03)＝0.0公式5
坐标图501沿着y轴绘制每个样本的值。x轴表示样本数。正如坐标图501示出，所绘制的累积差值产生具有一个非常明显的方向变化(峰值504)的坐标图。该方向变化表示硬度分布图中的变化、潜在变化点。
然而，该变化可能不显著。为了进行测试，将随机噪声502与累积差值500进行比较。
为了生成随机噪声502，将样本的顺序改变为随机顺序。因此样本顺序并非是1、2、3、4…39，而可能是2、13、23、11、24…32，或4、39、2、1…17。创建了多个这些随机排序硬度分布图。例如，生成了硬度分布图样本的1,000个随机排列。通过迭代地使用公式1得出这些随机排序硬度分布图中的每一者的累积差值。
图5b是随机排序硬度分布图的累积差值的最大值和最小值之间的差值的分布的坐标图550。在所示的示例中，原始样本的累积差值500的最大值为零。最小值为-2404.49。因此，最大值和最小值之间的差值为2404.49。随机数据超过累积差值500的最大值和最小值之差的实例数降低了峰值504处存在变化点的可能性。在图5b中，这些随机排列均未超过2,404.49值。因此，存在样本19处发生峰值504所在的变化点的100％置信度。
图6示出了具有由图5a至图5b中讨论的迭代累积和过程识别的所标记的第一变化点600的图4的硬度分布图400。对样本的子集重复用于寻找第一变化点600的过程。
图7a示出了用随机噪声702绘制的图4的硬度分布图的区段20-39的累积差值700。随机噪声702从相同子集的值产生。累积差值700的峰值704指示炮孔中的该点处可存在变化点。随机噪声702用于提供峰值704表示变化点的置信度。
图7b是随机排序硬度分布图的累积差值的最大值和最小值之间的差值的分布的坐标图750。在所示的实施方案中，原始样本的累积差值700的最大值为-41.75。最小值为607.25。因此，最大值和最小值之间的差值为649。随机数据超过累积差值700的最大值和最小值之差的实例数降低了存在变化点和峰值704的可能性。在图7b中，这些随机排列的仅1.1％超过了649值。因此，存在区段30处发生峰值704所在的变化点的98.9％置信度。
图8示出了具有由图5a至图5b和图7a至图7b中讨论的迭代累积和过程识别的所标记的第一变化点600和第二变化点800的图4的硬度分布图400。对样本的子集重复用于寻找第一变化点600的过程。这些子集以这些变化点中的至少一者为界。
图9a示出了用随机噪声902绘制的图4的硬度分布图的区段31-39的累积差值900。随机噪声902从相同子集的值产生。累积差值900的峰值904指示炮孔中的该点处存在潜在变化点。随机噪声902用于提供峰值904表示变化点的置信水平。
图9b是这些随机排列的累积差值的最大值和最小值之间的差值的分布的坐标图950。在所示的示例中，原始数据的最大值和最小值之间的差值为250.89。如图9b所示，这些随机排列的7.1％超过250.89值。因此，存在区段33处发生峰值904所在的变化点的92.9％置信度。在该示例中，阈值被设定为95％置信度以减少变化点的错误检测。因此，区段33未被识别为变化点。
图10示出了具有由参照图5a至图5b、图7a至图7b和图9a至图9b讨论的迭代累积和过程识别的所标记的第一变化点600、第二变化点800和非变化点1000的图4的硬度分布图400。
对样本的子集重复用于寻找变化点的过程，其中该子集以变化点、数据边界(即，数据点0或数据点42)或它们的组合为界。对样本的逐渐变窄子集重复该过程，直到为特定子集识别未被确定为变化点的峰值。例如，在识别非变化点1000之后，未进一步评估数据点31-39(即，从31英尺到39英尺的孔深度)的附加峰值或变化点。图11示出了在分析多个子集的变化点之后图4的硬度分布图400。分别以99.5％、100％和98.4％的置信水平在区段5、19和30处找到变化点。分别以49.8％、83.3％、93.7％和69.6％的置信水平在区段14、26、34和37处找到被确定为非变化点的附加峰值，因此在应用炮泥深度之前，识别四个组。接下来将确定每个组的代表性硬度值并分配目标乳胶密度。
图12示出了另一个示例性硬度分布图。在该坐标图上以数值方式描绘了均值硬度值和该均值的标准偏差。使用如应用于示例性硬度分布图400的相同过程来识别硬度分布图的变化点。在每英尺基础上对硬度数据进行分段。将17英尺的炮泥深度应用于硬度分布图。在应用炮泥深度之后仍有三个变化点。这些变化点处于约22英尺、25英尺和32英尺，并且限定四个不同组。接下来将确定每个组的代表性硬度值并分配目标乳胶密度。
图13示出了用于自动地改变炮孔中的乳胶基质的密度的炸药输送系统1300的框图。如图所示，炸药输送系统1300可包括处理器1330、存储器1340、数据接口1350和计算机可读存储介质1370。总线1320可使各种集成和/或离散的部件互连。
处理器1330可包括一个或多个通用设备，诸如
计算机可读存储介质1370可包括静态ram、动态ram、闪存存储器、一个或多个触发器、rom、cd-rom、dvd、磁盘、磁带或者磁存储介质、光学存储介质或其他计算机存储介质。计算机可读存储介质1370可包括地质数据1380及用于分析该数据的一个或多个程序。
例如，计算机可读存储介质1370可包括炮孔剖面仪1386、乳胶密度查找表1382和置信指数计1388。炮孔剖面仪1386可接收炮孔的尺寸并且确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括硬度值，这些硬度值表示沿着炮孔的长度的硬度特性。炮孔剖面仪1386还可将炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组。置信指数计1388可评估每个变化点的强度。乳胶密度查找表1382可用于确定每个组内的目标乳胶密度。控制器1360可准备要发送给混合器的信号以使乳胶炸药达到与要填充的一组炮孔相关联的目标密度。
表1列出了可包括在乳胶密度查找表1382中的信息的示例。表1例如可与图11和图12中识别的组(即，区段)一起用来确定每组的目标乳胶密度。例如，当算法用于由钻孔数据计算硬度值时，则该算法也可用于估计特定硬度值的目标乳胶密度，作为生成表1的一部分。同样，也可使用作为硬度值的补充或替代来利用地质值的表1的变型。然后可基于待爆破的材料中的实际测试爆破的经验来确认或细化该算法所确定的近似值。
表1
在一些实施方案中，可基于附加因素来定制查找表。例如，可基于地下材料的性质(例如，花岗岩、砂岩、页岩)、矿山的位置和当前条件来改变查找表的变量。在一些实施方案中，炸药输送系统可不寻找变化点，而是使用每个炮孔的平均值和查找表来识别每个孔的炸药密度。
图14示出了根据一个实施方案的爆破图案1400的顶视图，其示出了每个孔的平均硬度。能量分布图可基于分段和分组的炮孔。在所示的实施方案中，已将爆破图案分段成五个组(例如，1402a-1402e)。每个组表示以变化点为界的具有类似硬度特性的一个或多个炮孔。爆破图案1400的距离(可在此确定硬度值中的变化点)可沿着最小抵抗线方向上的每排或一行孔。在一些实施方案中，可在爆破图案的间距和最小抵抗线方向上确定变化点。在一些实施方案中，可逐排确定变化点。在一些实施方案中，锚炮孔可用作起始位置，并且以多个角度跨爆破方案中的一行来确定变化点。
图15示出了基于地质值(诸如硬度值)中的变化点来对炮孔进行分段和分组的方法。图15示出了输送炸药的方法1500的一个实施方案的流程图。可由处理器电路(诸如图1的处理器电路110)执行参照图15描述的方法1500。
在该实施方案中，方法1500包括在1502处接收地质分布图和爆破图案。地质分布图可包括地质值，这些地质值表示爆破方案中的所述多个炮孔的一个或多个地质特性。在一些实施方案中，该方法包括接收钻孔数据，该钻孔数据包括地质硬度特性、炮孔的直径和炮孔的长度。该信息可直接由钻孔操作期间接收的数据提供，或可由操作员输入。在一些实施方案中，该方法包括接收地震数据。在一些实施方案中，方法1500包括基于钻孔数据和/或地震数据来生成硬度分布图。
方法1500还包括在1504处跨爆破方案中的所述多个炮孔的坐标来确定地质分布图内的任何变化点(有时也称为拐点)。参见图4，了解一个实施方案如何寻找地质分布图内的变化点的说明。在一些地质分布图中，不存在变化点。这使得单个目标乳胶密度用于整个爆破方案。为了清楚起见，即使在该方案中水平上不存在硬度的变化点，操作员仍可使用每个孔内的多个密度，原因与他们可在任何其他爆破中使用多个区段的原因相同。在其他地质分布图中，存在一个或多个变化点(诸如许多个变化点)，从而产生具有一个或多个不同目标乳胶密度的多个组。例如，可使用序贯分析技术(诸如累积和技术)或其他确定数据系列中的动量变化的置信水平的技术来确定变化点。
在一些实施方案中，可在炮孔内改变乳胶密度。例如，用户可预先选择爆破图案中的炮孔的期望分布图。该分布图可为每个炮孔独有的，可应用于所有炮孔或一组炮孔。因此每个孔内的能量分布可基于预先选择的分布图而改变。
应当理解，所公开的改变炮孔中的炸药的爆炸能量的方法可用于实现敏化产品的任何数量的期望爆炸能量分布图。例如，可能期望在炮孔的顶部具有更低密度炸药并且在炮孔的底部具有更高密度炸药。例如，炮孔的能量分布可大致呈金字塔形。在另一个示例中，能量分布图可在炮孔的顶部具有更高密度炸药。炮孔的所得能量分布可呈倒金字塔。在又一个示例中，炮孔的中间部分附近的炸药可具有比顶部或底部更高的密度，从而产生凸形能量分布。
方法1500还包括在1506处跨所述多个炮孔的坐标将所述多个炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组。方法1500还包括在1508处确定每个组的代表性地质值。代表性地质值可由特定组的概率分布、平均地质值、最大地质值或最小地质值限定。概率分布的示例包括特定组的地质值的均值、中值或模式。
方法1500还包括在1510处基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标爆炸能量值，诸如目标乳胶密度，从而生成目标爆炸能量分布图，包括所述多个炮孔中的每个炮孔的目标爆炸能量值。在一些实施方案中，确定每个组的目标爆炸能量值包括访问表格并且基于与每个组相关联的代表性地质值来定位目标爆炸能量值。该表格可包括多个地质值的目标爆炸能量值。
可利用算法、基于先前经验或它们的组合来得出目标爆炸能量值。例如，在算法用于由钻孔数据和/或地震数据生成硬度分布图的实施方案中，所生成的硬度值可为相对值，而非绝对值。当生成相对值时，则可能有利的是在爆破地点进行一次或多次测试装药并且比较测试炮孔内的特定硬度值下的不同目标爆炸能量值的性能。例如，以这种方式可微调与特定硬度值相关的目标乳胶密度。或换句话说，可使用一次或多次测试爆破来微调用于生成硬度分布图的算法的输出。因此，目标乳胶密度生成目标密度分布图，包括沿着炮孔的长度的目标乳胶密度值。可使用炮泥长度、空气间隔位置和长度、其他没有乳胶炸药的区域或它们的组合来修改目标能量分布图，诸如目标密度分布图。
方法1500还可包括在1514处控制能量调制剂流向混合器的流速以实现与要填充的炮孔相关联的组的目标爆炸能量值。例如，方法1500可基于gps位置或与先前炮孔的关系来确定炮孔，并且将炸药调节到与炮孔为其一部分的组相关联的目标爆炸能量值，诸如通过在炸药包含乳胶炸药时调节炸药的密度。
方法1500还可包括操作员确认或输入炮孔中存在的任何水的深度。如果该组的目标乳胶密度尚未大于1g/cm3，则可自动地将与水接触的炸药的目标乳胶密度增加到大于1g/cm3。
在一些实施方案中，可仅执行方法1500的一部分步骤。例如，当生成而非接收地质分布图时，则可不执行步骤1502。在又一个示例中，在一些实施方案中，可仅执行步骤1504-1510。另外，在一些实施方案中，可将方法1500的一些步骤一起组合成单个步骤。
图16示出了用于自动地改变爆破图案中的各炮孔之间的乳胶基质的密度的炸药输送系统1600的框图。如图所示，炸药输送系统1600可包括处理器1630、存储器1640、数据接口1650和计算机可读存储介质1670。总线1620可使各种集成和/或离散的部件互连。
处理器1630可包括一个或多个通用设备，诸如
计算机可读存储介质1670可包括静态ram、动态ram、闪存存储器、一个或多个触发器、rom、cd-rom、dvd、磁盘、磁带或者磁存储介质、光学存储介质或其他计算机存储介质。计算机可读存储介质1670可包括地质数据1680及用于分析该数据的一个或多个程序。
例如，计算机可读存储介质1670可包括爆破方案剖面仪1686、乳胶密度查找表1682和置信指数计1688。爆破方案剖面仪1686可接收爆破方案的尺寸和炮孔的位置并且确定爆破方案的地质分布图内的任何变化点。在一些实施方案中，地质分布图包括每个炮孔的平均地质值。爆破方案剖面仪1686还可将爆破方案的炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组。置信指数计1688可评估每个变化点的强度。乳胶密度查找表1682可用于确定每个组内的目标乳胶密度。控制器1660可准备要发送给混合器的信号以使乳胶炸药达到与要填充的炮孔相关联的目标密度。
表1列出了可包括在乳胶密度查找表1682中的信息的示例。表1例如可与方法300中识别的组(即，区段)一起用来确定每组的目标乳胶密度。例如，当算法用于由钻孔数据计算硬度值时，则该算法也可用于估计特定硬度值的目标乳胶密度，作为生成表1的一部分。同样，也可使用作为硬度值的补充或替代来利用地质值的表1的变型。然后可基于待爆破的材料中的实际测试爆破的经验来确认或细化该算法所确定的近似值。
实施例
实施例1.一种炸药输送系统，该炸药输送系统包括：第一贮存器，该第一贮存器被配置为储存能量调制剂；第二贮存器，该第二贮存器被配置为储存高能物质；混合器，该混合器被配置为将高能物质和能量调制剂组合成炸药，该混合器可操作地连接到第一贮存器和第二贮存器；输送设备，该输送设备可操作地连接到混合器、第一贮存器和第二贮存器，其中输送设备被配置为将炸药输送到炮孔中；和处理器电路，该处理器电路用于：接收爆破图案，该爆破图案包括多个炮孔的位置数据；接收与所述多个炮孔相关联的地质值；将爆破图案分段成炮孔的一个或多个组；基于每组炮孔的代表性地质值来确定每组炮孔的目标爆炸能量，从而生成目标能量分布图，目标能量分布图包括所述多个炮孔中的每个炮孔的目标爆炸能量值；并且根据目标能量分布图来控制能量调制剂流向混合器的流速以经由输送设备向炮孔输送具有目标爆炸能量值的炸药。
实施例2.根据实施例1所述的炸药输送系统，其中地质值表示所述多个炮孔的地质特性，并且其中地质值包括所述多个炮孔中的每一者的平均地质值。
实施例3.根据实施例1所述的炸药输送系统，其中炸药材料的可用量用于确定每个组的目标爆炸能量。
实施例4.根据实施例1所述的炸药输送系统，其中处理器电路用于确定沿着爆破图案的一定距离的地质值中的任何变化点。
实施例5.根据实施例4所述的炸药输送系统，其中处理器电路用于在此确定地质值中的任何变化点的爆破图案的距离包括一排炮孔。
实施例6.根据实施例5所述的炸药输送系统，其中处理器电路用于确定每排炮孔的变化点，并且对每排炮孔进行分段。
实施例7.根据实施例1所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于：确定炸药已以第一能量值输送到第一组炮孔并且炸药将以第二能量值输送到第二组炮孔；并且修改能量调制剂的流速，使得由输送设备输送到第二组炮孔的炸药具有与第二组炮孔相关联的目标爆炸能量值。
实施例8.根据实施例1至7中任一项所述的炸药输送系统，该炸药输送系统还包括记忆存储设备以存储表格，该表格包括多个代表性地质值的目标爆炸能量值，其中为了确定每组炮孔的目标爆炸能量值，处理器电路访问该表格并且基于与每组炮孔相关联的代表性地质值来定位目标爆炸能量值。
实施例9.根据实施例8所述的炸药输送系统，其中与每个代表性地质值相关联的目标爆炸能量值至少部分地基于来自一次或多次测试装药的爆破性能。
实施例10.根据实施例1至9中任一项所述的炸药输送系统，其中能量调制剂包括密度降低剂，其中高能物质包括乳胶基质，其中炸药包括乳胶炸药，其中目标爆炸能量值包括每个炮孔的目标乳胶密度值，并且其中目标能量分布图包括每个炮孔的目标密度分布图。
实施例11.根据实施例10所述的炸药输送系统，其中密度降低剂包括化学析气剂。
实施例12.根据实施例1至11中任一项所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于接收地质分布图。
实施例13.根据实施例1至12中任一项所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于由地质数据生成地质分布图。
实施例14.根据实施例13所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于接收钻孔数据、钻屑数据、岩心样本数据、地震数据或它们的组合。
实施例15.根据实施例13所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于直接地或间接地由一个或多个源确定地质数据。
实施例16.根据实施例1至15中任一项所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于确定每个组的代表性地质值。
实施例17.根据实施例16所述的炸药输送系统，其中代表性地质值由概率分布、最大值或最小值限定。
实施例18.根据实施例1至17中任一项所述的炸药输送系统，其中输送设备包括输送管道，并且混合器位于输送管道的出口近侧。
实施例19.根据实施例18所述的炸药输送系统，其中输送管道被配置为将密度降低剂在混合器的入口近侧引入到乳胶基质。
实施例20.根据实施例1至18中任一项所述的炸药输送系统，其中能量调制剂包括硝酸铵燃料油(anfo)。
实施例21.根据实施例1至20中任一项所述的炸药输送系统，其中将爆破图案分段成炮孔的一个或多个组的处理器电路用于将爆破图案分段成由任何所识别的变化点分开的炮孔的一个或多个组。
实施例22.一种输送炸药的方法，该方法包括：接收爆破图案，该爆破图案包括多个炮孔的坐标；接收地质分布图，该地质分布图包括地质值，这些地质值表示所述多个炮孔的地质特性；跨所述多个炮孔的坐标来确定地质值中的任何变化点；跨所述多个炮孔的坐标将所述多个炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组；基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标爆炸能量值，从而生成目标爆炸能量分布图，包括所述多个炮孔中的每个炮孔的目标爆炸能量值；以及根据目标爆炸能量分布图以一定爆炸能量值将炸药输送到所述多个炮孔中。
实施例23.根据实施例22所述的输送炸药的方法，其中确定任何变化点包括：计算所述多个炮孔中的每一者的地质值与所有所述多个炮孔的地质值的均值之间的累积差值，其中所述多个炮孔中的每一者的地质值的顺序基于所述多个炮孔的坐标；并且确定累积差值的第一峰值。
实施例24.根据实施例23所述的输送炸药的方法，该方法还包括将所述多个炮孔中的每一者的地质值中的第一峰值与统计噪声进行比较，并且如果第一峰值超过统计噪声，则将第一峰值识别为变化点。
实施例25.根据实施例24所述的输送炸药的方法，其中将所述多个炮孔中的每一者的地质值中的第一峰值与统计噪声进行比较并且如果第一峰值超过统计噪声则将第一峰值识别为变化点包括：使所述多个炮孔中的每一者的地质值随机化以生成多个随机排序地质分布图；计算所述多个随机排序地质分布图中的每一者的累积差值和峰值；确定超过第一峰值的随机峰值的百分比；并且如果该百分比小于所选择的置信值，则将第一峰值识别为变化点。
实施例26.根据实施例22至26中任一项所述的输送炸药的方法，该方法还包括通过以下方式识别任何附加变化点：迭代地确定由一个或多个先前确定的变化点界定的地质值的部分的附加峰值，并且将所述多个炮孔中的每一者的地质值的相关部分中的每个附加峰值与统计噪声进行比较，并且如果每个附加峰值超过统计噪声，则将每个附加峰值识别为变化点。
实施例27.根据实施例22至26中任一项所述的输送炸药的方法，其中基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标爆炸能量值包括基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标乳胶密度值，并且其中目标爆炸能量分布图包括目标乳胶炸药密度分布图。
实施例28.一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质包括指令以在一个或多个处理器执行所述指令时致使炸药输送系统：接收爆破图案的尺寸；确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括地质值，这些地质值表示爆破图案的每个炮孔中的地质特性；将爆破图案分段成由任何所识别的变化点分开的炮孔的一个或多个组；并且基于代表性地质值来确定每组炮孔的目标乳胶密度，从而生成目标密度分布图，包括爆破图案的每个炮孔的目标乳胶密度值。
实施例29.根据实施例28所述的非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质还包括根据目标密度分布图来控制乳胶炸药以一定密度值向炮孔中的输送。
实施例30.一种确定炮孔的乳胶炸药密度分布图的方法，该方法包括：确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括地质值，这些地质值表示沿着炮孔的长度的地质特性；将炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组；以及基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标乳胶密度，从而生成目标密度分布图，包括沿着炮孔的长度的目标乳胶密度值。
实施例31.一种炸药输送系统，该炸药输送系统包括：第一贮存器，该第一贮存器被配置为储存能量调制剂；第二贮存器，该第二贮存器被配置为储存高能物质；混合器，该混合器被配置为将高能物质和能量调制剂组合成炸药，该混合器可操作地连接到第一贮存器和第二贮存器；输送设备，该输送设备可操作地连接到混合器、第一贮存器和第二贮存器，其中输送设备被配置为将炸药输送到炮孔中；和处理器电路，该处理器电路用于：接收爆破图案，该爆破图案包括多个炮孔的位置数据；接收与所述多个炮孔相关联的地质值；将这些地质值与查找表上的值进行比较以基于每个炮孔的平均地质值来确定每个炮孔的目标爆炸能量，从而生成目标能量分布图，目标能量分布图包括所述多个炮孔中的每个炮孔的目标爆炸能量值；并且根据目标能量分布图来控制能量调制剂流向混合器的流速以经由输送设备向炮孔输送具有目标爆炸能量值的炸药。
实施例32.根据实施例31所述的炸药输送系统，其中查找表中的目标爆炸能量值基于地下材料的类型和爆破图案的位置来改变。
实施例33.根据实施例1或31中任一项所述的炸药输送系统，该炸药输送系统还包括基于预先选择的分布图来确定每个炮孔的目标能量分布图的密度变化。
实施例34.一种炸药输送系统，该炸药输送系统包括：第一贮存器，该第一贮存器被配置为储存能量调制剂；第二贮存器，该第二贮存器被配置为储存高能物质；混合器，该混合器被配置为将高能物质和能量调制剂组合成炸药，该混合器可操作地连接到第一贮存器和第二贮存器；输送设备，该输送设备可操作地连接到混合器、第一贮存器和第二贮存器，其中输送设备被配置为将炸药输送到炮孔中；和处理器电路，该处理器电路用于：接收炮孔的尺寸；确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括地质值，这些地质值表示沿着炮孔的长度的地质特性；将炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组；基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标爆炸能量，从而生成目标能量分布图，目标能量分布图包括沿着炮孔的长度的目标爆炸能量值；并且根据目标能量分布图来控制能量调制剂流向混合器的流速以视需要改变炸药的能量。
实施例35.根据实施例34所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于：确定第一能量值的第一炸药组已被输送到炮孔并且第二能量值的第二炸药组将被输送到炮孔；并且修改能量调制剂的流速，使得由输送设备输送的炸药具有与第二炸药组相关联的目标爆炸能量值。
实施例36.根据实施例34或实施例35所述的炸药输送系统，该炸药输送系统还包括记忆存储设备以存储表格，该表格包括多个代表性地质值的目标爆炸能量值，其中为了确定每个组的目标爆炸能量值，处理器电路访问该表格并且基于与每个组相关联的代表性地质值来定位目标爆炸能量值。
实施例37.根据实施例36所述的炸药输送系统，其中与每个代表性地质值相关联的目标爆炸能量值至少部分地基于来自一次或多次测试装药的爆破性能。
实施例38.根据实施例34至37中任一项所述的炸药输送系统，其中能量调制剂包括密度降低剂，其中高能物质包括乳胶基质，其中炸药包括乳胶炸药，其中目标爆炸能量值包括目标乳胶密度值，并且其中目标爆炸能量分布图包括目标密度分布图。
实施例39.根据实施例35所述的炸药输送系统，其中密度降低剂包括化学析气剂。
实施例40.根据实施例34至39中任一项所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于接收地质分布图。
实施例41.根据实施例34至40中任一项所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于基于地质硬度特性来生成地质分布图。
实施例42.根据实施例41所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于接收钻孔数据、炮孔的直径和炮孔的长度。
实施例43.根据实施例34至42中任一项所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于确定每个组的代表性地质值。
实施例44.根据实施例43所述的炸药输送系统，其中代表性地质由概率分布、最大值或最小值限定。
实施例45.根据实施例34至44中任一项所述的炸药输送系统，其中处理器电路进一步用于监测乳胶基质的输送速率以基于炮孔的尺寸来确定炮孔的当前组。
实施例46.根据实施例34至45中任一项所述的炸药输送系统，其中输送设备包括输送管道，并且混合器位于输送管道的出口近侧。
实施例47.根据实施例46所述的炸药输送系统，其中输送管道被配置为将密度降低剂在混合器的入口近侧引入到乳胶基质。
实施例48.一种输送炸药的方法，该方法包括：接收炮孔的尺寸；确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括地质值，这些地质值表示沿着炮孔的长度的地质特性；将炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组；基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标爆炸能量值，从而生成目标爆炸能量分布图，包括沿着炮孔的长度的目标爆炸能量值；以及根据目标爆炸能量分布图以一定爆炸能量值将炸药输送到炮孔中。
实施例49.根据实施例48所述的输送炸药的方法，其中确定任何变化点包括：计算炮孔的实际地质值与地质值的均值之间的累积差值；并且确定累积差值的第一峰值。
实施例50.根据实施例49所述的输送炸药的方法，该方法还包括将实际地质值中的第一峰值与统计噪声进行比较，并且如果第一峰值超过统计噪声，则将第一峰值识别为变化点。
实施例51.根据实施例50所述的输送炸药的方法，其中将实际地质值中的第一峰值与统计噪声进行比较并且如果第一峰值超过统计噪声则将第一峰值识别为变化点包括：使实际地质值随机化以生成多个随机排序地质分布图；计算所述多个随机排序地质分布图中的每一者的累积差值和峰值；确定超过第一峰值的随机峰值的百分比；并且如果该百分比小于所选择的置信值，则将第一峰值识别为变化点。
实施例52.根据实施例48至51中任一项所述的输送炸药的方法，该方法还包括通过以下方式识别任何附加变化点：迭代地确定由一个或多个先前确定的变化点界定的地质值的部分的附加峰值，并且将实际地质值的相关部分中的每个附加峰值与统计噪声进行比较，并且如果每个附加峰值超过统计噪声，则将每个附加峰值识别为变化点。
实施例53.根据实施例48至52中任一项所述的输送炸药的方法，其中基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标爆炸能量值包括基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标乳胶密度值，并且其中目标爆炸能量分布图包括目标乳胶炸药密度分布图，并且该方法还包括确定由输送系统设备、控制系统或两者可实现的密度变化的最大数量。
实施例54.根据实施例53所述的输送炸药的方法，其中确定由输送系统设备可实现的密度变化的最大数量包括评估以下参数：炮孔的参数、输送系统设备的流速和输送系统设备的控制系统。
实施例55.根据实施例54所述的输送炸药的方法，其中炮孔的参数包括炮孔长度和炮孔直径。
实施例56.根据实施例48至55中任一项所述的输送炸药的方法，该方法还包括使用炮泥长度、空气间隔位置和长度、另一个没有炸药的区域或它们的组合来修改目标爆炸能量分布图。
实施例57.根据实施例48至56中任一项所述的输送炸药的方法，其中未识别变化点并且单个目标爆炸能量值用于该炮孔。
实施例58.根据实施例48至57中任一项所述的输送炸药的方法，其中识别多个变化点，从而产生具有不同爆炸能量值的多个组。
实施例59.根据实施例48至58中任一项所述的输送炸药的方法，其中存在三个或更多个不同组。
实施例60.一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质包括指令以在一个或多个处理器执行所述指令时致使炸药输送系统：接收炮孔的尺寸；确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括地质值，这些地质值表示沿着炮孔的长度的地质特性；将炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组；以及基于代表性地质值来确定每个组的目标乳胶密度，从而生成目标密度分布图，包括沿着炮孔的长度的目标乳胶密度值。
实施例61.根据实施例60所述的非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质还包括根据目标密度分布图来控制乳胶炸药以一定密度值向炮孔中的输送。
实施例62.一种确定炮孔的乳胶炸药密度分布图的方法，该方法包括：确定地质分布图内的任何变化点，其中地质分布图包括地质值，这些地质值表示沿着炮孔的长度的地质特性；将炮孔分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组；以及基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标乳胶密度，从而生成目标密度分布图，包括沿着炮孔的长度的目标乳胶密度值。
实施例63.一种输送炸药的方法，该方法包括：接收炮孔的尺寸；确定地质分布图内的任何变化点；将地质分布图分段成由任何所识别的变化点分开的一个或多个组；基于每个组的代表性地质值来确定每个组的目标爆炸能量值，从而生成目标爆炸能量分布图，目标爆炸能量分布图包括每个组的目标爆炸能量值；以及根据目标爆炸能量分布图以一定爆炸能量值输送炸药。
实施例64.根据实施例63所述的输送炸药的方法，其中地质分布图包括地质值，这些地质值表示沿着炮孔的长度的地质特性。
实施例65.根据实施例63所述的输送炸药的方法，其中地质分布图包括地质值，这些地质值表示沿着爆破图案的地质特性。
受益于本公开，本领域普通技术人员将理解本文所公开的系统和方法也可包括其他部件和方法步骤。例如，输送系统设备(诸如本文所述的卡车102)可包括附加贮存器，这些附加贮存器用于容纳附加炸药添加剂(诸如ph控制剂和/或析气促进剂)，并且可操作地连接到卡车102的其他输送系统。同样，输送系统设备(诸如卡车102)可包括附加设备，诸如均化器、附加混合器等。所有这些附加部件都可由本文所述的控制系统控制。
本文所公开的实施例和实施方案应理解为仅为说明性和示例性的，而不是以任何方式限制本公开的范围。对于受益于本公开的本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本公开的基本原理的情况下对上述实施方案的细节作出改变。
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