BRPI0901426A2 - sistema de varredura para modelagem de mineralogia 3d - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE VARREDURA PARA MODELAGEM DE MINERALOGIA 3D. Um método de mineração compreendendo: usar um veículo adaptado com o módulo de varredura para fazer a varredura de uma face de banco de um banco de mina para informação geométrica e geológica; fazer avaliações de grau de minério de material na face de banco da informação fornecida pela varredura da face de banco; remover o material do banco; e transportar o material removido para processamento. Pelo menos um dos referidos remoção, transporte, e processamento é realizado pelo menos parcialmente dependente das avaliações de grau de minério.
Description
SISTEMA DE VARREDURA PARA MODELAGEM DE MINERALOGIA 3D
Campo da invenção
Esta invenção relaciona-se aos métodos e sistemas devarredura. Tem a aplicação particular à mineração de poçoaberto em que o material é removido sucessivamente dosbancos após perfuração e explosão, porém não é limitado aessa aplicação.
Fundamento da invenção
A mineração de poço aberto convencional segueprogressivamente um corpo de minério usando para perfurar eexplodir, seguido pela pá carregadora e caminhão extratorfora de um poço. É conhecido minerar minério de ferro emblocos grandes usando uma série de bancos de modo quevárias atividades de mineração possam ser realizadassimultaneamente (com exceção em tempos reais de explosão).
Um banco de minério, por exemplo 4 0m comprimento x 20mprofundidade x lOm altura e contendo 8.000 toneladas deminério, é primeiramente perfurado para formar um padrão defuros de "explosão" e o resíduo dos mesmos, conhecido comode "cones explosão", é amostrado e analisado, por exemplopor análise química, para determinar se em média o minérioé de (a) grau elevado, (b) grau baixo ou (c) material deresíduo. O limite entre graus elevado e baixo é dependentede uma escala de fatores e pode variar de mina a mina e emvárias seções de uma mina.
O banco de minério é explodido usando explosivos. Osprimeiros explosivos usados são ANFO (nitrato deamônio/óleo de combustível) baseados e dispensados emcaminhões distribuidores de volume especialmente projetadosque podem regular a densidade explosiva antes de carregaremo furo. O material explodido é recolhido por pás de cordaelétricas, escavadoras hidráulicas a diesel, ou retroescavadeiras frontais e colocado em caminhões de transportee transportado do poço de mina. 0 minério é processado forado poço de mina dependendo do grau dedeterminação/avaliação. Por exemplo, o minério de resíduo éusado como preenchedor de mina, o minério de grau baixo éarmazenado ou usado para misturar com o minério de grauelevado, e o minério de grau elevado é processadoadicionalmente como necessário para formar um produtocomercial.
Na mineração convencional de poço como descrita acima,as avaliações de grau de minério são feitas na base dematerial em somente posições de ponto e o resultado daanálise de material pode levar muitos dias o que podeatrasar o planeamento da recuperação de explosão etransporte do material de minério.
Nenhuma referência aqui à técnica anterior não deveser levada como uma admissão ao conhecimento geral comum deuma pessoa hábil na técnica.
Sumario da invenção
Em um aspecto da presente invenção fornece um métodode mineração compreendendo: usando um veiculo adaptado como módulo de varredura para fazer a varredura de uma face debanco de um banco de mina para a informação geométrica egeológica; fazendo avaliações de grau de minério dematerial na face de banco da informação fornecida pelavarredura de face de banco; removendo o material do banco;e transportando o material removido para processamento, emque pelo menos um dos referidos remoção, transporte, eprocessamento é realizado pelo menos parcialmentedependente das avaliações de grau de minério.
O módulo de varredura pode compreender um captador deimagem hiperespectral para gerar imagens hiperespectrais daface de banco, as imagens hiperespectrais contendo ainformação geológica no material na face de banco.
O captador de imagem hiperespectral pode compreenderum espectrômetro de imagem e/ou uma câmera hiperespectral.
O módulo de varredura pode adicionalmente compreenderum captador de varredura de geometria para gerar ainformação geométrica na face de banco o métodocompreendendo adicionalmente: fundir a informaçãogeométrica gerada pelo captador de varredura a laser com ainformação geológica gerada pelo captador de imagemhiperespectral para produzir um modelo da informaçãogeométrica e geológica na face de banco.
O captador de varredura de geometria pode ser umlaser.
O veículo pode mover-se entre posições espaçadas ao longo do banco nas quais as posições de parada do veículo
para a varredura do terreno circunvizinho pelo módulo devarredura.
O módulo de varredura pode fazer a varredura doterreno circunvizinho enquanto o veículo se move ao longoda face de banco.
O método pode adicionalmente compreender: furos deexplosão de perfuração no banco e explodir o banco usando oexplosivo colocado nos furos de explosão; analisando oscortes de perfuração gerados pela perfuração dos furos de explosão; e em que o resultado da análise dos cortes deperfuração é usado como um fator para fazer as avaliaçõesde grau de minério.
A análise dos cortes de broca pode ser realizada pelomódulo de varredura.
A etapa de varredura da face de banco pelo módulo devarredura pode ser realizada antes da perfuração dos furosde explosão. Alternativamente, a etapa de varredura da facede banco é realizada após ter perfurado os furos deexplosão.
O método pode adicionalmente compreender a etapa deusar o módulo de varredura para fazer uma varreduraadicional da face de banco depois que o banco foiexplodido.
O resultado da varredura adicional pode ser usado paraavaliar o movimento de material no banco durante aexplosão.
O resultado da varredura adicional pode ser usado comoum fator para fazer as avaliações de grau de minério.
O método pode adicionalmente compreender a etapa deusar o veículo de varredura para fazer uma varreduraadicional da face de banco após a remoção parcial domaterial explodido do banco.
O resultado da varredura adicional pode ser usado comoum fator para fazer a avaliação de grau de minério.
O módulo de varredura pode incorporar um receptor parareceber sinais de posição de GPS para o uso na geração dainformação geométrica.
O método pode adicionalmente compreender a etapa denormalização dos dados gerados pelo captador de imagemhiperespectral.O método pode adicionalmente compreender colocar um oumais elementos espectrais de calibração de imagem emposições espaçadas na face de banco, e em que a etapa denormalização dos dados gerados pelo captador de imagem hiperespectral compreende para fazer a varredura ou cadaelemento espectral de calibração de imagem obtém os dadosde radiância relacionando à radiância de luz incidente eusando os dados de radiância para normalizar os dadosgerados pelo captador de imagem hiperespectral.
Os referidos elementos podem compreender as placas decalibração tendo superfícies reflexivas do espectroconhecido.
Os dados do módulo de varredura podem ser transmitidosdo veículo a uma estação de processamento.
Os dados de módulo de varredura podem ser processadosna estação de processamento para formar um mapa geológico.
Os dados de módulo de varredura podem ser usados comouma entrada para um modelo da geologia de mina.
O captador de varredura de geometria pode compreenderuma câmera. A câmera pode ser uma câmera RGB. O captador devarredura de geometria pode adicionalmente compreender umcaptador de varredura de escala. O captador de varredura deescala pode ser um laser.
Em um segundo aspecto a presente invenção fornece um sistema para exploração de uma mina, compreendendo: umaestação de processamento de dados; e um veículo capaz demovimento ao longo de uma face de banco de mina e adaptadocom um módulo de varredura, o módulo de varredura operávelpara fazer a varredura da face de banco e para gerar a informação geométrica e geológica relacionando ao banco; eum transmissor para transmitir a referida informaçãogeométrica e geológica à estação de processamento.
A estação de processamento pode ser fornecida com umprocessador para fusão dos dados de informação geométrica egeológica do módulo de varredura em um mapa geológico.
O processador pode ser eficaz para formar ou atualizarum modelo geológico.
O módulo de varredura pode incluir um ou maiscaptadores de imagem hiperespectral para produzir ainformação geológica hiperespectral relacionada ao banco.
O módulo de varredura pode adicionalmente compreenderum captador de varredura a laser para capturar a informaçãogeométrica.
Em um terceiro aspecto a presente invenção forneceestação de processamento de dados compreendendo: um módulode recepção operável para receber os dados geológicos egeográficos associados com uma região de interesse; ummódulo de processamento operável para processar os dadosgeológicos e geográficos para fazer uma avaliação de graude minério de um depósito mineral presente dentro daregião.
A estação de processamento de dados podeadicionalmente compreender um módulo instrutivo operávelpara emitir uma instrução de escavação dependente, pelomenos em parte, da avaliação de grau de minério.
Em um aspecto adicional a presente invenção fornece ocódigo de programa de computador compreendendo pelo menosuma instrução que quando executada por um sistemacomputadorizado faz com que o sistema implemente o métododescrito nas indicações acima.Em um aspecto adicional a presente invenção fornece ummeio de leitura em computador fornecendo o código deprograma de computador.
Em um aspecto adicional a presente invenção fornece um método de mineração compreendendo: recebendo os dadosgeológicos e geográficos associados com uma região deinteresse; e processamento os dados geológicos egeográficos para fazer uma avaliação de grau de minério deum depósito mineral presente dentro da área de interesse.
O método de mineração pode adicionalmente compreendera etapa de emitir uma instrução de escavação dependente,pelo menos em parte, da avaliação de grau de minério.
A região de interesse pode ser uma face de banco de umbanco de mina.
Breve descrição dos desenhos
As características e vantagens da presente invenção setornarão aparentes da seguinte descrição das modalidades damesma, por modo de exemplo somente, em referência aosdesenhos acompanhantes, em que:
A Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema deacordo com uma modalidade da presente invenção;
A Figura 2 é um diagrama de bloco mostrando etapas demétodo para gerar um mapa geológico tridimensionalutilizando o sistema da Figura 1; e
A Figura 3 é um fluxograma mostrando as etapas demétodo para desenvolver um modelo tridimensional de acordocom uma modalidade adicional da invenção.
Descrição detalhada das modalidades
As técnicas de espectroscopia de refletância e emissãopodem ser usadas para obter a informação a respeito dacomposição química de um objeto ou material. Uma vantagemda espectroscopia é que pode ser usada na faixa próxima oudistante. Uma desvantagem da espectroscopia é que ésensível às pequenas mudanças na química e/ou estrutura doobjeto.
Um objeto que pode ser analisado usando aespectroscopia é um corpo de minério. Quando as variaçõesno material de composição freqüentemente causam odeslocamento na posição e formato de característicasespectrais e as características espectrais a seremexaminadas em um corpo de minério podem ser completamentecomplexas, a espectroscopia tem ainda o grande potencial deestimar e classificar as propriedades geológicas chaves,tais como tipo e/ou grau de rocha.
As imagens hiperespectrais são produzidas porespectrômetros de imagem ou câmeras hiperespectrais. Ossensores hiperespectrais coletam dados nas centenas defaixas. Estas medidas produzem um espectro "contínuo" que,após ajustes e correções, pode ser comparado com asbibliotecas de espectros de refletância. Tipicamente, ascâmeras hiperespectrais coletam todos os espectros atravésde uma linha espacial na imagem e a varredura é requerida afim de construir uma imagem espectral. Usando umespectrômetro de imagem ou câmera hiperespectralconjuntamente com um captador de varredura de geometria(tal como um captador de varredura a laser usado para aDetecção de Luz e varredura variante (Lidar)) é possívelconstruir um mapa e modelo geológico de um terreno feito avarredura, tal como a face de um banco de mina.
Fundindo os dados geométricos (por exemplo, varreduraLidar) com os dados hiperespectrais, um modelo geológicotridimensional do ambiente pode ser gerado. O termo"fundindo" refere-se à combinação da informação das fontesmúltiplas para criar um modelo de dados novo, ou combinar anova informação com a informação já existente de um modelode dados para atualizar um modelo de dados. As fontesmúltiplas podem ser fontes homogêneas ou heterogêneas. Ainformação das fontes múltiplas teria tipicamentecaracterísticas diferentes, mas fornece informação sobre omesmo parâmetro medido. Por exemplo, no presente pedido ainformação da composição química (dos dadoshiperespectrais) a respeito de uma região de interesse éfundida com a informação geométrica (por exemplo, davarredura de Lidar) da mesma região para criar um modelotridimensional dessa região. A fusão de informação poderequerer o uso de algoritmos de fusão.
Como será descrito mais detalhadamente abaixo, talmodelo feito de uma escavação de mina (ou parte da mesma)pode vantajosamente ser usado para controle e classificaçãoespacial de depósitos minerais dentro da escavação demineração.
Em referência a Figura 1, é mostrado um sistema 10 deacordo com uma modalidade da presente invenção que serelaciona à mineração.
O sistema 10 compreende um módulo de varredura 12 que,neste caso, inclui duas câmeras hiperespectrais 16arranjadas para tirar medidas que se relacionam àscaracterísticas químicas de uma área de interesse (namodalidade presentemente descrita, uma "face de banco" deum banco de mina).O módulo de varredura 12 inclui também um captador devarredura de geometria 14 para tirar medidas relacionadasàs características geométricas da região de interesse. Ocaptador de varredura de geometria 14 pode incluir uma câmera RGB 23 e um captador de varredura de escala 25. Porexemplo, e como notado abaixo, um captador de varredura degeometria 14 possível é o captador de varredura a laserRiegl LMS-Z420Í que ê fornecido com um captador devarredura de escala (na forma de um laser) e a câmera RGB co-montada. O captador de varredura de geometria 14 nesteexemplo é usado para a varredura de Lidar.
Os captadores de varredura alternativos de geometria eas técnicas de varredura são possíveis, tais como osradares e sonares (dependendo, naturalmente, dascaracterísticas da área de interesse). Alternativamente, astécnicas de sensores/detecção passivas podem ser usadas,por exemplo, uma câmera para medir a luz refletida por umobjeto na região de interesse a fim de obter umarespresentação espacial de um espectro de objeto. Enquanto uma câmera somente der uma representação 2D, a informaçãotridimensional pode ser obtida fazendo diversos retratosdos pontos de vantagem diferentes e usando métodos detriangulação (isto é, estereoscopia).
Para permitir a informação posicionai absoluta serfornecida como parte da informação geométrica o veículo 18é também fornecido com um receptor (não mostrado) recebendosinais de GPS.
O módulo de varredura 12 é acoplado a um veículo móvel18 que pode ser um veículo automotor ou pode ser um reboque ou similar para ser rebocado atrás de um motor primário. Oveículo ou motor primário pode ser diretamente controladopor um motorista, sob o controle remoto robótico, ou podeser uma unidade autônoma (isto é, artificialmenteinteligente) . O veículo 18 carrega um transmissor 19 paratransmitir dados de medida das cameras hiperespectrais 16 edo captador de varredura de geometria 14 a uma estação deprocessamento 20. Em uma modalidade os dados de medida sãotransmitidos usando o protocolo de freqüência de rádiopadrão.
A estação de processamento 20 está na forma de umsistema de computação remotamente localizado acoplado a umreceptor 22. Como descrito previamente, o sistema decomputação 20 é operável para processar os dados de medidarecolhidos por ambas cameras hiperespectrais 14 e captadorde varredura de geometria 16 de modo a produzir dados deverificação geológicos e gerar um modelo de terrenotridimensional fornecendo cobertura espacial e espectralelevada da face de banco. Os dados de verificação geológicae mapa terreno podem subseqüentemente ser utilizados pelosistema 20 para fazer as avaliações de grau de minério dematerial através de toda a face de banco e, de acordo comessas avaliações (unicamente ou em combinação com a entradaadicional) para classificar o material para extração etratamento adicional de acordo com o grau.
Uma avaliação inicial pode ser obtida de uma primeiravarredura da face de banco tirada antes ou após aperfuração, mas antes da explosão. A avaliação inicialpode, então ser refinada para permitir a geração de umaclassificação final de graus de minério no banco pela combinação da avaliação inicial com os dados tirados de umaou mais varreduras subsequentes da face de banco, e/ou comos dados obtidos pela inspeção de cortes de perfuração. Adeterminação/avaliação e classificação finais de graus deminério podem então ser usadas para determinar o tratamentodo material minado.
Comparando com um modelo pré-explosão inicial(construído pelo uso de uma varredura/avaliação pré-explosão) com um modelo pós-explosão (construído pelo usode uma varredura/avaliação pós-explosão) pode também serusado para avaliar o movimento de material no banco durantea explosão.
O sistema de computação 20 pode também armazenar ummodelo de recursos de minério na mina e usar os dadoshiperespectrais e/ou de Lidar para atualizar o modelo.
A Figura 2 fornece um diagrama de bloco dos processos30 envolvidos no uso de dados do módulo de varredura 12para fornecer um mapa/modelo geológico tridimensional.
No processo 32 os dados do captador de varredura deescala 25 são usados pela estação de processamento 20 paragerar os dados de escala (ou uma imagem de escala) emrelação ao banco.
No processo 34 os dados da câmera RGB 23 são usadospela estação de processamento 20 para gerar dados de RGB(ou uma imagem de RGB) do banco. A geração dos dados de RGBpode requerer processamento real por si, ou dados de RGBusáveis podem ser fornecidos diretamente à estação deprocessamento 20 pela câmera RGB 23.
No processo 3 6 a estação de processamento 20 gera umarepresentação geométrica do banco pelo registro (fusão) dosdados de escala de processo 32 com os dados de RGB deprocesso 34. Este registro pode ser conseguido em váriasmaneiras. Por exemplo, se o captador de varredura RieglLMS-Z420Í for usado, o captador de varredura é disposto ecalibrado, tal que a câmera RGB 23 (fornecendo dados deRGB) e o captador de varredura a laser 14 (fornecendo dadosde escala) tenham eixos de coordenada alinhados que possamser usados para registrar os dados de escala com o retratode RGB. O software é fornecido com o captador de varreduraRiegl LMS-Z420Í que pode ser usado para este registro.
No processo 38 os dados das câmeras hiperespectrais 16são usados pela estação de processamento 2 0 para gerar osdados hiperespectrais (ou uma imagem hiperespectral)relacionada ao banco.
No processo 4 0 o mapeamento temático é usado paraanalisar os dados hiperespectrais gerados no processo 3 8 eclassificar substâncias no banco. Como é conhecido natécnica, o mapeamento temático envolve olhar as faixas deabsorção mostradas na imagem hiperespectral e regiões demapeamento (ou, se desejado, pixels individuais) dos dadospara substâncias combinando faixas de absorção desubstâncias conhecidas (por exemplo, ferro ou hematita) comessas substâncias.
No processo 42 a estação de processamento 20 gera omapa geológico tridimensional registrando (ou fundindo) osdados de classificação de processo 40 com os dadosgeométricos de processo 3 6 (isto é, os dados geométricos ede RGB já registrados) . O registro aqui pode, por exemplo,ser conseguido aplicando técnicas de processamento deimagem padrões (tal como detecção de borda) aos dados deRGB e aos dados de classificação. Alternativamente, e comonotado abaixo, as placas de calibração podem ser usadaspara registrar os dados de classificação com os dadosgeométricos.
Será apreciado que os processos descritos acima podemser realizados em série ou em paralelo (exceto,naturalmente, onde um processo requer a entrada de umprocesso precedente). Por exemplo, os processos 38 a 40podem funcionar em paralelo com processos 32 a 36.
Para conseguir a funcionalidade acima, a estação deprocessamento 20 pode empregar o hardware de computadorpadrão, tal como uma placa-mãe 110, uma unidade deprocessador central 112, uma memória de acesso aleatório114, um HD 116, e hardware de rede 118. Adicionalmente aohardware, o sistema 2 0 inclui um sistema operacional (talcomo o Sistema Operacional da Microsoft Windows TM XP, queé feito pela Microsoft Corporation) que reside no HD e quecoopera com o hardware para fornecer um ambiente em que asaplicações de software podem ser realizadas. Nestaconsideração, o HD 116 do servidor 14 é carregado com ummódulo de processamento que opera para gerar os dados deverificação geológica e modelo de terreno, como descritopreviamente e fazer avaliações de grau minério associadas.
Um módulo instrutivo pode também ser fornecidoemitindo uma instrução de escavação dependente, pelo menosem parte, em avaliações de grau de minério resultando domódulo de processamento. Uma unidade de exposição visual12 0 é também fornecida para exibir graficamente o mapa deterreno a um usuário. O sistema de computação 20 é acopladoa uma base de dados 122 para armazenar os dados de medidaacima mencionados, dados de verificação geológica, dados demapa de terreno e dados de modelo.
Mais detalhadamente, um módulo de varredura 12 podeutilizar câmeras hiperespectrais e captadores de varreduraa laser comercialmente disponíveis. Por exemplo, para aexaminação de corpos de minério de ferro descobriu-se queas câmeras Neo HySpex VNIR e SWIR tendo as seguintescaracterísticas são apropriadas.
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A câmera VNIR pode ser usada para detectar o minériode ferro enquanto os minerais de argila podem serdetectados por imagens de SWIR. As câmeras diferentes podemser usadas sozinhas ou em combinação dependendo da naturezados dados desejados.
Um captador de varredura de geometria apropriado (seas técnicas de Lidar forem usadas) é um captador devarredura a laser 3D, tal como o captador de varreduraRiegl LMS-Z420Í que é fornecido com um laser e a câmera RGBe tem as seguintes características.
<table>table see original document page 16</column></row><table>As câmeras hiperespectrais e o captador de varredurade geometria tem movimentos internos de varredurapermitindo serem montados ao veículo móvel 18 para aoperação de varredura da paisagem circunvizinha. As câmerase o captador de varredura podem ser configurados para fazera varredura continuamente da paisagem circunvizinhaenquanto o veículo se move, ou podem fazer medidasperiódicas das posições selecionadas (durante o movimentodo veículo ou enquanto o veículo está estacionãrio).
Uma imagem hiperespectral crua consiste em um conjuntode números digitais (DNs) sem unidades físicas. Usando osparâmetros de câmera, estes valores digitais sãoconvertidos à radiância em-sensor [W.nm-1. sr_1.m~2] . Aradiância é em parte dependente da intensidade de espectroda energia solar fornecida e portanto não é útil para acomparação com bibliotecas ou trabalho com dados multi-temporais ou multi-sensores. Para normalizar os dados, aradiância de pixel é dividida pela radiância de luzincidente. Este processo dã a refletância.
Hã diferentes métodos para calcular a refletância.Varias técnicas empíricas foram desenvolvidas que não fazemo uso explícito de dados e modelos atmosféricos. Por estarazão são geralmente referidos como técnicas denormalização. Uma técnica de normalização que pode serempregada é usar uma placa de calibração tendo um espectroconhecido e do qual é possível calcular a radiância da luzde incidente para permitir a imagem ser convertida àrefletância. Uma série de placas de calibração pode sercolocada nas posições espacial através/ao longo da face debanco para esta finalidade.Se usadas, as placas de calibração podem também serusadas para o registro de dados hiperespectrais com dadosde geometria (como descrito no processo 42 acima).
O sistema 10 como descrito acima pode ser usado em umamina de poço aberto como segue:
1. Obtendo a informação da mina como escavada, antesda perfuração e explosão. Isto pode estabelecer um ponto deinício para o registro de mineralização, comparação eatualização de um modelo de recurso. O revestimento depoeira em superfícies de rocha pode ser um problema e assimpode haver uma necessidade para identificar as diferençasentre as varreduras secas e molhadas seguindo a lavagemusando um caminhão de água ou chuva.
2. Obtendo a informação pós-perfuração por varredurahiperespectrai das faces e cortes de perfuração (cones deperfuração). Isto pode destacar a mineralização e geometriagrosseira do material encontrado dentro do banco.
3. Obtendo a informação pós-explosão para avaliar omovimento de mineralização. Novamente, o efeito derevestimento de poeira pode, se necessário, ser resolvidolavando a área a fim de obter estimativas exatas.
4. Obtendo a informação durante a escavação parafornecer uma avaliação contínua de exatamente o que estasendo minado. Isto permitira a reconciliação e ajustedinâmico de instruções de escavação, isto é, o que domaterial escavado é minério e o que é resíduo. Isto permitetambém um modelo de recurso a ser dinamicamente atualizadousando técnicas de fusão de dados.
5. Processamento dos dados para extrapolar ageometria, continuidade de mineralização e grau abaixo dobanco e lateralmente atualizar o modelo de recurso.
Será compreendido por pessoas hábeis na técnica que oveículo e sistema de processamento podem se comunicarusando qualquer técnica apropriada de comunicação e não élimitada à técnica de comunicação atual descrita acima. Porexemplo, a comunicação pode ser feita sobre qualquer redesem fio ou com fio incluindo as redes de rádio, redesinfravermelhas, redes de área local e similares.
Igualmente, o sistema de processamento acimamencionado poderia ser implementado por qualquer software ehardware de computador apropriados e não é limitado àarquitetura particular mostrada nos desenhos e modalidadedescrita. Qualquer arquitetura particular poderia ser usadaincluindo arranjos de servidor de cliente, mainframes,computadores autônomos ou em rede, e similares. Porexemplo, o sistema poderia ser inteiramente incorporado emuma configuração única autônoma por meio de que ocomputador pessoal inclui todos os módulos operáveis paraimplementar as modalidades acima mencionadas. Por exemplo,a estação de processamento poderia ser fornecida "on-board"do veículo tal que todos os módulos estão integrados em umaúnica unidade.
Enquanto a invenção, para finalidades de ilustração,foi descrita acima com relação a uma aplicação demineração, será apreciado que aplicações alternativas dainvenção são possíveis. Em termos gerais, e referindo afigura 3, a invenção pode ser usada para desenvolver ummodelo tridimensional de uma região de interesse, o modeloincluindo a informação geométrica e informação decomposição química.Na etapa 52 o veículo 18 com o módulo de varredura 12atravessa uma região de interesse para fazer uma varredurainicial dessa região com câmeras hiperespectrais 16(fornecendo a informação de composição química) e ocaptador de varredura geométrico 14 (fornecendo ainformação geométrica). Dependendo do terreno, o veículo 18pode ser adaptado para atravessar a região por voo,transporte por rodas, ou transporte sob/sobre a água.
Na etapa 54 os dados de varredura inicial sãofornecidos à estação de processamento 20. Como discutidoacima, os dados podem ser enviados à estação deprocessamento 20 através de um protocolo de comunicação semfio. Alternativamente, a estação de processamento 20 podeser carregada pelo veículo 18 e os dados fornecidos a elapor um protocolo de comunicação com fio.
Na etapa 56 a estação de processamento 20 funde ainformação de composição química e a informação geométricaa fim de produzir um modelo tridimensional da região deinteresse, o modelo fornecendo a informação na geometria ena composição química da região de interesse.
Na etapa 58, e se desejado/requerido, o veículo 18puder novamente atravessar toda ou parte da região deinteresse para fazer uma varredura adicional e obterinformação de composição química e geométrica adicional.
Na etapa 60 os dados da varredura adicional sãofornecidos à estação de processamento 20, e na etapa 62 aestação de processamento de dados 2 0 usa os dados davarredura adicional para uma atualização do modelo da etapa56 e/ou criar um novo modelo. Atualizar o modelo gerado naetapa 56 pode ser apropriado onde uma exatidão adicional érequerida. A criação de um modelo adicional da região podeser de uso quando uma comparação entre a região no momentoda varredura inicial e a região no momento da varreduraadicional é desejada.
As etapas 58 a 62 podem ser repetidas como é requeridoou desejado ou, se somente uma varredura for requerida,omitidas inteiramente.
Na etapa 64 os modelos gerados na etapa 58 e/ou naetapa 62 são usados. Como será apreciado, o uso atual do(s)modelo(s) dependerá da aplicação.
Por exemplo, na modalidade de mineração descrita acimaos modelos podem ser usados para determinar as posições deperfuração mais apropriadas, classificar e processar ominério, e/ou determinar o movimento dentro da mina apósexplosão.
O termo "compreende" (e seus variantes gramaticais)como usado aqui é equivalente ao termo "inclui" e não deveser considerado como excluindo a existência decaracterísticas, etapas ou inteiros adicionais.
Será compreendido que a invenção divulgada e definidaneste relatório descritivo estende a todas as combinaçõesalternativas de duas ou mais das característicasindividuais mencionadas ou evidentes do texto ou desenhos.Todas estas combinações diferentes constituem váriosaspectos alternativos da invenção.
Claims (32)
1. Método de mineração caracterizado pelo fato decompreender:usar um veículo adaptado com o módulo de varredurapara fazer a varredura de uma face de banco de um banco demina para a informação geométrica e geológica;fazer as avaliações de grau de minério de material naface de banco da informação fornecida pela varredura daface de banco;remover o material do banco; etransportar o material removido para processamento, emquepelo menos um dos referidos remoção, transporte, eprocessamento é realizado pelo menos parcialmentedependente das avaliações de grau de minério.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o módulo de varreduracompreende um captador de imagem hiperespectral para gerarimagens hiperespectrais da face de banco, as imagenshiperespectrais contendo a informação geológica no materialna face de banco.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o captador de imagemhiperespectral compreende um espectrômetro de imagem e/ouuma câmera hiperespectral.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2 ou 3,caracterizado pelo fato de que o módulo de varreduraadicional compreende um captador de varredura de geometriapara gerar a informação geométrica na face do banco, ométodo compreendendo adicionalmente:fundir a informação geométrica gerada pelo captador devarredura a laser com a informação geológica gerada pelocaptador de imagem hiperespectral para produzir um modelode informação geométrica e geológica na face de banco.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que o captador de varredura degeometria é um laser.
6. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato deque o veiculo se move entre posições espaçadas ao longo dobanco nas quais posições o veiculo para, para a varredurado terreno circunvizinho pelo módulo de varredura.
7. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o módulo de varredura faz a varredura do terrenocircunvizinho enquanto o veículo se move ao longo da facede banco.
8. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelofato de que compreende adicionalmente:furos de explosão de perfuração no banco e a explosãode banco usando o explosivo colocado nos furos de explosão;analisar os cortes de perfuração gerados pelaperfuração dos furos de explosão; e em que o resultado da análise dos cortes de perfuração éusado como um fator para fazer as avaliações de grau deminério.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que a análise dos cortes de perfuração é realizada pelo módulo de varredura.
10. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizadopelo fato de que a etapa de fazer a varredura da face debanco pelo módulo de varredura é realizada antes deperfurar os furos de explosão.
11. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10,caracterizado pelo fato de que a etapa de fazer a varredurada face de banco é realizada após ter perfurado os furos deexplosão.
12. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11,caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa deusar o módulo de varredura para fazer uma varreduraadicional da face de banco depois que o banco foiexplodido.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de que o resultado da varreduraadicional é usado para avaliar o movimento de material nobanco durante a explosão.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou 13,caracterizado pelo fato de que o resultado da varreduraadicional é usado como um fator para fazer as avaliações degrau de minério.
15. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapade usar o veículo de varredura para fazer uma varreduraadicional da face de banco após a remoção parcial domaterial explodido do banco.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que o resultado da varreduraadicional é usado como um fator para fazer a avaliação dograu de minério.
17. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,-14, 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o módulo devarredura incorpora um receptor para receber sinais deposição de GPS para o uso na geração da informaçãogeométrica.
18. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,-14, 15, 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que aindacompreende a etapa de normalização dos dados gerados pelocaptador de imagem hiperespectral.
19. Método, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que compreende ainda colocar umou mais elementos de calibração de imagem espectral emposições espaçadas na face de banco, e em que a etapa de normalização dos dados gerados pelo captador de imagemhiperespectral compreende para fazer a varredura dos oucada elementos de cada calibração de imagem espectral obteros dados de radiância relacionados à radiância de luzincidente e usar os dados de radiância para normalizar os dados gerados pelo captador de imagem hiperespectral.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de que os referidos elementoscompreendem as placas de calibração tendo superfíciesreflexivas do espectro conhecido.
21. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ou 20, caracterizado pelo fato deque os dados de módulo de varredura são transmitidos doveículo a uma estação de processamento.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21,caracterizado pelo fato de que os dados de módulo devarredura são processados na estação de processamento paraformar um mapa geológico.
23. Método, de acordo com a reivindicação 21 ou 22,caracterizado pelo fato de que os dados de módulo devarredura são usados como uma entrada para um modelo dageologia de mina.
24. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que o captador de varredura de geometria compreende umacâmera.
25. Sistema para exploração de uma mina caracterizadopelo fato de compreender:uma estação de processamento de dados; eum veículo capaz de movimento ao longo de uma face debanco de mina e adaptado com um módulo de varredura, omódulo de varredura operável para fazer a varredura da facede banco e gerar a informação geométrica e geológicarelacionada ao banco; eum transmissor para transmitir a referida informaçãogeométrica e geológica à estação de processamento.
26. Sistema, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de que a estação de processamento éfornecida com um processador para fundir os dados deinformação geométrica e geológica do módulo de varredura emum mapa geológico.
27. Sistema, de acordo com a reivindicação 25 ou 26,caracterizado pelo fato de que o processador é eficaz paraformar ou atualizar um modelo geológico.
28. Sistema, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 25, 26 ou 27, caracterizado pelo fato de queo módulo de varredura inclui um ou mais captadores deimagem hiperespectral para produzir informação geológicahiperespectral relacionada ao banco.
29. Sistema, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 25, 26, 27 ou 28, caracterizado pelo fato deque o módulo de varredura adicional compreende um captadorde varredura a laser para capturar a informação geométrica.
30. Estação de processamento de dados caracterizadapelo fato de compreender:um módulo de recepção operável para receber dadosgeológicos e geográficos associados com uma região deinteresse;um módulo de processamento operável para processar osdados geológicos e geográficos para fazer uma avaliação degrau de minério de um depósito mineral presente dentro daregião; e um módulo instrutivo operável para emitir umainstrução de escavação dependente, pelo menos em parte, da avaliação de grau de minério.
31. Código de programa de computador caracterizadopelo fato de compreender pelo menos uma instrução quequando executada por um sistema computadorizado faz com queo sistema implemente o método de qualquer dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,-14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 ou 24.
32. Meio de leitura era computador caracterizado pelofato de fornecer o código de programa de computador dareivindicação 31.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B03A | Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention | ||
B15K | Others concerning applications: alteration of classification |
Ipc: E21C 39/00 (2006.01), E21C 41/26 (2006.01), F42D 3 |
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B15K | Others concerning applications: alteration of classification |
Ipc: G06T 7/00 (2017.01), G06T 7/60 (2017.01), G06T 15/ |
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B06T | Formal requirements before examination | ||
B06A | Notification to applicant to reply to the report for non-patentability or inadequacy of the application according art. 36 industrial patent law | ||
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B16A | Patent or certificate of addition of invention granted |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 16/04/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 16/04/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |