Microsoft paint imaging system – a photogrammetric approach to fragmentation measurement in rock and aggregate production

Abstract

Purpose. To evaluate the fragment sizes of blasted material using Microsoft paint imaging system. It focuses on digital imaging fragmentation analysis of rocks and aggregates using the Microsoft paint, putting into consideration, the camera’s specifications to define the fragment size. Methods. Five blast tests were conducted in the field to examine the effectiveness of this method of fragmentation analysis and also investigate the influence of burden, spacing and specific charge on degree of fragmentation. Findings. The particle size distribution obtained from Microsoft-paint imaging analysis shows that the mean run-off-mine sizes are 0.6, 0.58, 0.42, 0.36 and 0.54 m, and the average boulder sizes of fragmented particles are 1.19, 1.11, 0.93, 0.81 and 1.03 m, for blast test 1, blast test 2, blast test 3, blast test 4 and blast test 5 respectively. Blast test 1 produced the highest boulder size of 1.15 m followed by blast test 2 while blast test 4 has the minimum boulder size. The results also shows that with increasing burden and spacing distances, the mean run-off-mine size, average boulder particle size increased. As expected, the mean run-off-mine size, average boulder size also decreased as specific charge increases. Originality. The results of this research can be compared to fragmentation analysis using analytical software such as Wipfrag, Blastfrag, Fragscan, Powersieve, e.t.c. Practical implications. Microsoft paint imaging system can be used as a fragmentation analytical tool. Thus, results of the fragmentation analysis can be used for better decision making in future blast designs of a mine.

Мета. Оцінка гранулометричного складу зруйнованої вибухом гірської породи із використанням системи створення зображень зображення Microsoft. Методика. Були проведені п’ять вибухових випробувань в польових умовах гранітного кар’єру для підтвердження ефективності даного методу гранулометричного аналізу та вивчення впливу лінії найменшого опору (ЛНО), відстані між шпурами і певного заряду на ступінь дроблення. Гранулометричний склад визначався із використанням сервісу Microsoft за авторською методикою. Гранулометричний аналіз цифрового зображення породи та щебню із використанням сервісу Microsoft здійснено з урахуванням технічних характеристик камери, які дозволяють визначати розмір шматків. Результати. Розподіл обсягів частинок, отриманий за допомогою аналізу зображень Microsoft, показує, що середній розмір частинок, що розлетілися, дорівнює 0.60, 0.57, 0.43, 0.39 і 0.55 м, при цьому середній розмір великих уламків дорівнює 1.15, 1.07, 0.97, 0.83 і 1.02 м для 1, 2, 3, 4 і 5 вибуху відповідно. Визначено, що при першому вибуху були отримані найбільші уламки розміром 1.15 м, трохи менші – під час третього вибуху, і найменші – під час четвертого вибуху. Результати випробувань свідчать, що при збільшенні ЛНО та відстані між шпурами середній розмір частинок, що розлетілися, і середній розмір великих уламків збільшується, і зменшується при збільшенні окремо взятого заряду. Наукова новизна. Надано оцінку гранулометричного складу підірваної породи із використанням сервісу Microsoft і встановлено, що метод можна порівняти з гранулометричним аналізом, виконаним за допомогою Wipfrag, Blastfrag, Fragscan, Powersieve, та характеризується достатньою достовірністю. Практична значимість. Система створення зображень Microsoft може бути використана як інструмент гранулометричного аналізу. Результати гранулометричного аналізу будуть сприяти прийняттю більш ефективних рішень при проектуванні вибухових робіт на шахтах в майбутньому.

Цель. Оценка гранулометрического состава горной породы с использованием системы создания изображений Microsoft. Методика. Были проведены пять взрывных испытаний в полевых условиях гранитного карьера для подтверждения эффективности данного метода гранулометрического анализа и изучения влияния линии наименьшего сопротивления (ЛНС), расстояния между шпурами и определенного заряда на степень дробления. Гранулометрический анализ цифрового изображения породы и щебня с использованием сервиса Microsoft произведен с учетом технических характеристик камеры, которые позволяют определять размер кусков. Результаты. Распределение размеров частиц, полученное при помощи анализа изображений Microsoft, показывает, что средний размер разлетевшихся частиц равен 0.60, 0.57, 0.43, 0.39 и 0.55 м, при этом средний размер крупных обломков равен 1.15, 1.07, 0.97, 0.8 и 1.02 м для 1, 2, 3, 4 и 5 взрыва соответственно. Определено, что при первом взрыве были получены самые крупные обломки размером 1.15 м, немного меньшие – во время третьего взрыва, и наименьшие – во время четвертого взрыва. Результаты испытаний свидетельствуют, что при увеличении ЛНС и расстояния между шпурами средний размер разлетевшихся частиц и средний размер крупных обломков увеличивается, и уменьшается при увеличении отдельно взятого заряда. Научная новизна. Дана оценка гранулометрического состава взорванной породы с использованием сервиса Microsoft и установлено, что метод сопоставим с гранулометрическим анализом, выполненным при помощи Wipfrag, Blastfrag, Fragscan, Powersieve, и характеризуется достаточной достоверностью. Практическая значимость. Система создания изображений Microsoft может быть использована как инструмент гранулометрического анализа. Результаты гранулометрического анализа будут способствовать принятию более эффективных решений при проектировании взрывных работ на шахтах в будущем.