авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«1. Информация из ГОС 1.1. Вид деятельности выпускника Дисциплина охватывает круг вопросов относящиеся к проектно- конструкторской деятельности выпускника: ...»

-- [ Страница 2 ] --

А.В.Загибаловым специально для обобщенных системно-структурных моделей ПКЗ решетчатого и ячеистого типов разработана автоматизированная система моделирования с имитацией различных вариантов разведки. Эта система предусматривает формализацию исследуемого объекта, имитацию процесса разведки с широкими пределами вариаций параметрами разведочной сети, геометрическую и количественную интерпретацию результатов воспроизведения модельной ситуации, оп ределение погрешностей геометризации и других оценочных параметров.

Основные тенденции в поведении погрешностей разведки. На основе использования автоматизированной системы имитации разведки на примере обобщенной модели ПКЗ жильного рудного тела, наделенного всеми основными свойствами, которые были установлены для объектов данного типа оруденения, выявлены общие тенденции в динамике формирования погрешностей аналогии.

Пространственно детерминированная компонента ПКЗ, включающая последовательно входящие друг в друга обособления, в условиях равномерных и линейных сетей порождает устойчивую тенденцию к систематическому завышению площадей, в которых сосредоточен основной запас металла. Следствием этого является завышение самого запаса металла при достоверном или несколько завышенном среднем его содержании в пределах оконтуриваемой площади ПКЗ. Здесь же устойчиво проявляется тенденция к упрощению внутреннего строения ПКЗ, поскольку расчетный стандарт содержаний металла постоянно ниже в сравнении с модельным.

Однако, те же модельные ситуации с учетом погрешности измерения содержания металла в разведочном пересечении, обусловленной влиянием гранулометрии золота и техническими ошибками, показали несколько иную картину. Все параметры приобретают устойчивую тенденцию к завышению.

Это происходит, прежде всего, по причине несимметричного действия погрешностей в сторону уменьшения и увеличения параметра в условиях левоасимметричного статистического его распределения, характерного для ПКЗ с явно выраженным свойством нелинейности. При этом в контур включаются только те пересечения, где значение содержания металла удовлетворяет требованиям кондиций, куда попадают и те, в которых ошибка опробования направлена в сторону завышения и по абсолютной величине всегда больше, нежели погрешность противоположного знака. В случаях повышения плотности сети повышается влияние нелинейности ПКЗ и его прерывистости на детальных уровнях структурной организации, что стабилизирует знак погрешности и в определенной мере ее величину.

Погрешности разведки месторождений. Выявленные тенденции подтверждены результатами исследований с использованием натурных разведочных и эксплуатационных данных по ряду конкретных золоторудных месторождений.

Специальные исследования по выявлению геологических причин расхождения результатов разведки и эксплуатации в разные годы и с разной детальностью были проведены автором или с его участием на месторождениях: Советское, Куранах, Дарасун, Токур, Кыллах, Юр, Оночалах. Наиболее детально они выполнены на двух месторождениях Советское и Куранах.

Эти месторождения принадлежат к различным морфогенетическим типам. Первое представлено сложными кварцево-жильными зонами в черносланцевых породах и обладают наиболее четко проявленной прерывистостью и контрастностью ПКЗ. Второе состоит из залежей окисленных руд (кора выветривания) сложной морфологии в карстовых полостях на контакте терригенных и карбонатных пород с менее четко проявленной прерывистостью и контрастностью ПКЗ. Несмотря на это, если сравнивать их между собой как объекты разведки, т.е. по характеру их сложности, то можно обнаружить определенные черты сходства и различия.

По форме и размерам кварцево-жильные зоны первого и рудные залежи второго достаточно сопоставимы, хотя внутреннее содержание по морфологии входящих в эти зоны и залежи элементов они совершенно различны и несопоставимы. В этом отношении Советское месторождение намного сложнее, поскольку, наряду с изменчивостью распределения золота, дополнительную сложность вносит изменчивость насыщения кварцево жильных зон кварцевыми жилами и прожилками. Эти месторождения сходны и в том, что обладают одинаковой структурой и свойствами ПКЗ.

С точки зрения методики и технических средств их разведки следует отметить, что форма и плотность разведочной сети для них практически одинакова. Но существенные отличия состоят в том, что на Советском месторождении система разведки предусматривает применение преимущественно подземных горных выработок и бурение используется как вспомогательное средство разведки, а на Куранахском, в основном, применяется буровая система (бурение сплошным забоем) с эпизодическим использованием горных выработок в качестве заверочных. Различаются эти объекты также и тем, что Советское месторождение эксплуатируется подземным способом, а Куранахское - открытым.

Общие тенденции в поведении погрешностей аналогии в зависимости от плотности сети для этих месторождений оказались весьма сходными. Но здесь обращает на себя внимание одна деталь: на Куранахском месторождении четко проявлена тенденция систематического завышения содержаний в блоке при достаточно плотной сети эксплоопробования.

Традиционная сеть разведочных выработок дает довольно устойчивые погрешности завышения содержаний в блоке, постепенно снижающиеся по мере повышения плотности сети, а также не менее устойчивые величины законтурных потерь промышленных запасов, которые также понижаются по мере сгущения разведочной сети. Такая общность тенденций на таких различных по многим параметрам объектах как раз и доказывает изометрию элементов структуры ПКЗ на этих месторождениях, как факторов, непосредственно влияющих на формирование погрешностей разведки.

Причина возникновения этих погрешностей определяется не только приконтурными искажениями формы рудного тела, а в большей степени дискретностью ПКЗ. Здесь главную роль в формировании систематической погрешности в каждом условно выделяемом блоке (говорить о точности ограничения его даже на стадиях детальной и эксплуатационной разведки не приходится) играет несоответствие соотношений различных классов содержаний золота по той информации, которую мы получаем в процессе разведки, и фактического их соотношения в блоке.

Представления о сортовом составе запасов эволюционируют по мере повышения плотности сети и, как показывают опытные работы и моделирование, параллельно с этим эволюционирует и истинный сортовой состав запасов в блоке. Так на примере Советского месторождения показано, что совпадение наших представлений с истинными данными наступает в случае, когда размеры сети способны уловить тот уровень неоднородности ПКЗ, который является "носителем" основного запаса металла в блоке.

Как видно, только в условиях сети эксплоопробования, по крайней мере для Советского месторождения, можно гарантировать отсутствие систематических погрешностей определения содержаний в блоках, хотя на Куранахском месторождении, как было подчеркнуто нами выше, такой гарантии не существует из-за влияния нелинейности ПКЗ.

В принципе аналогичная картина в поведении погрешностей разведки наблюдается в условиях маломощных жильных месторождений (Токур, Кочкарь, Дарасун и др.). Здесь также имеют место тенденции в искажении представлений о сортовом составе запасов в блоке в сторону, в основном, завышения относительной доли класса высоких содержаний, хотя есть случаи обратного поведения погрешностей разведки. На них мы подробнее остановимся при рассмотрении причин выявленных тенденций.

Вместе с тем есть случаи несколько отличного поведения систематических погрешностей разведки жильных рудных тел. Рассмотрим тенденции искажений основных параметров подсчета запасов на стадии детальной разведки в серии блоков, по которым сопоставлены данные разведки и эксплуатации на месторождениях Аллах-Юньской провинции.

Они выражаются в систематическом завышении мощностей рудных тел, площадей промышленных блоков, которые в процессе эксплуатации корректируются за счет эксплоразведки и эксплоопробования, т.е. умень шаются. В итоге такая селекция в половине случаев приводит к некоторому повышению содержания металла по данным эксплуатации. Таким образом, здесь, как будто, получается картина, противоположная той, которую мы рассмотрели на других месторождениях. На это есть причины. Дело в том, что предметом разведки в рудных телах этого района являются субгори зонтальные, явно анизотропные по форме рудные столбы или рудные ленты, внутреннее строение которых характеризуется изотропными ПКЗ.

Разведочные системы на этих месторождениях ориентированы на обнаружение и геометризацию рудной ленты и по геометрическим соотношениям формы разведочной сети подобны разведочным системам на россыпных месторождениях в долинах рек (высокая плотность рудных пересечений в разведочном сечении и относительно низкая плотность самих разведочных сечений). Сечения ориентированы вкрест простирания лент и представлены либо буровыми скважинами, пройденными с интервалом от м до 20 м (в среднем 10 м), либо восстающими горными выработками с рассечками или без в зависимости от мощности жилы. Шаг сквозных рудных пересечений колеблется от 2 м при малой мощности рудной жилы до 10 м при условии пересечения жилы рассечкой. Такие разведочные сечения рассредоточены с шагом 100-200 м по простиранию рудного тела.

Таким образом, данная форма разведочной сети, как и вся разведочная система, существенно отличается от предыдущих примеров;

и в итоге обнаружились иные тенденции в поведении погрешностей разведки. В условиях ранговой изометрии ПКЗ так и должно быть, поскольку на относительно стабильном в структурном и метрическом отношениях ПКЗ все тенденции в поведении погрешностей их воспроизведения будут определяться только формой и размерами разведочной сети. На подобное обстоятельство нами обращалось внимание при обсуждении результатов исследования влияния структуры ПКЗ на достоверность опробования в условиях меняющейся геометрии пробы. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Зависимость погрешностей разведки от формы, размеров и пространственного положения оценочных блоков. Форма разведочных и эксплуатационных блоков определяется, главным образом, разведочной системой и впоследствии уточняется в зависимости от выбранной системы отработки рудного тела. Для жильных рудных тел эти блоки имеют прямоугольную или квадратную форму и оконтуриваются либо горными выработками (с четырех, трех или двух сторон), либо горными выработками в комбинации с буровыми скважинами.

Для оценки запаса руды и металла в таких блоках чаще всего используется информация, сосредоточенная по их периметру, и распространяется на весь блок. Исследованиями В.Д. Семенюка было доказано, что достоверность подсчета запасов даже в блоках, имеющих детальное опробование по всему периметру для месторождений с высокой изменчивостью оруденения (золото, редкие металлы) может оказаться довольно низкой из-за несоответствия используемой информации по разведочным выработкам истинным данным по блоку. Действительно, применяемая разведочная система ориентирована на относительно равномерное рапределение полезного ископаемого в блоке, и поэтому не должно возникать сомнений в том, что информация по периметру не отражает истины в самом блоке. Однако в условиях дискретного характера ПКЗ такие сомнения имеют под собой реальную почву и, более того, опытные данные свидетельствуют о возможности возникновения систематических погрешностей. В этом можно легко убедиться на простых модельных примерах.

Так в условиях примера для трех стабилизированных форм, размеров и пространственной ориентировки блоков при меняющейся сложности структуры ПКЗ хорошо видно, что существует различная вероятность попадания элементов неоднородности ПКЗ, определяющих непосредственно уровень расчетного среднего содержания металла по блоку, на линию периметра блока. При одноуровневом ПКЗ решетчатого типа, когда основной запас металла сосредоточен в виде равномерно размещенных дискретных обособлений одного уровня, независимо от формы блока и его ориентировки, существует явная тенденция к завышению расчетного содержания металла в блоке по периферийному опробованию. Эта же тенденция сохраняется в условиях двухуровневого ПКЗ решетчатого типа, когда дискретные обособления первого уровня группируются в обособлениях второго уровня, но с той же равномерной (решетчатой) структурой их размещения в плоскости рудного тела. Можно также считать, что данная тенденция имеет место и в трехуровневом ПКЗ.

Здесь обособления второго уровня группируются в более крупные дискретные скопления, также равномерно рассредоточенные в пределах ПКЗ.

В данном случае степень прерывистости возрастает;

и выбранные нами форма, ориентировка и особенно размеры блоков могут дать весьма неустой чивую информацию по периферийному опробованию, в том числе возможны случаи полного совпадения расчетного и истинного содержаний металла по блоку.

Такая же неустойчивая картина сохраняется в условиях многоуровневой ячеистой или ячеисто-решетчатой структуры ПКЗ. Здесь возможны ситуации, когда информация по периметру блока обусловливает в одних случаях завышение, а в других - занижение истинных данных по блоку, а в-третьих - совпадение тех и других.

Во всяком случае, вероятностные пропорции всех этих исходов примерно равны. Очевидно с увеличением размеров блока, превышающих размеры пустых ячей самого низкого порядка, появится устойчивая тенденция к завышению расчетного содержания металла в блоке по данным периферийного опробования. Одно из фундаментальных свойств ПКЗ - скейлинг (масштабное подобие) дает право на такую аналогию. Следовательно, в тех случаях, когда разведочный или эксплуатационный блок находится под влиянием дискретности ПКЗ низкого уровня (крупные пустоты или крупные обособления аномальных концентраций) погрешности определения средних концентраций в блоке будут носить неустойчивый характер. Их величина и знак будут зависеть от положения блока относительно элементов неоднородности ПКЗ низкого порядка.

Иллюстрацией этому могут служить результаты натурного моделирования на материалах эксплуатационного опробования рудных тел Советского месторождения. Так стандартный блок длиной 50 м (моделирование проведено на горизонтальном срезе кварцево-жильной зоны) последовательно смещался по линии простирания зоны с шагом 5 м. В каждом положении производился расчет средней насыщенности кварцем по данным "разведки" и сравнение с истинным содержанием его в контуре блока. Поведение погрешностей аналогии имеет явно выраженный периодический характер.

Подобная картина была зафиксирована М.Г.Решетником на Дарасунском месторождении. Там также из-за несовпадения высоты этажа между горизонтами и размеров периодичности появления неоднородностей с аномальными концентрациями золота по вертикали (жилы Сентябрьская, Алмазная, Искра и др.) возникла ситуация, когда на одних горизонтах отмечалось значительное превышение среднего содержания металла в блоке по данным эксплуатации в сравнении с разведочными, а на соседних двух го ризонтах имела место обратная картина.

На Куранахском месторождении нами были проведены специальные исследования устойчивости погрешностей аналогии в зависимости от формы и размеров блока. В основе исследований были использованы данные эксплуатации. В результате установлено, что в разведочных блоках небольших размеров (длина 40м, ширина до 40м и мощность до 10-15м) погрешности аналогии неустойчивы, как по величине, так и по знаку при общей тенденции к завышению средних содержаний в блоке и потере промышленных запасов за пределами разведочного контура. Последова тельное увеличение размера блока по простиранию показал, что во всех возможных вариантах группировки соседних блоков по 2,3,4,5 и т.д., насколько позволяли это сделать возможности эксперимента, наблюдалась постепенная стабилизация в поведении погрешностей среднего содержания в контуре и величины потерь промышленных запасов руд за контуром блока.

Так, в блоках длиной 200 м и более с вертикальной мощностью 4м (а также в эквивалентных по объему, но обладающих другими размерами блоках) при плотности разведочной сети 40x20 м (50x20 м), погрешность среднего стабилизировалась на относительной величине около +50% (систематическое завышение в 1,5 раза), а относительная величина потерь запасов за контуром блока составила около -30%. Отсюда итоговая относительная величина погрешности аналогии составляет в этих условиях около +20%. При повышении плотности разведочной сети вдвое (сеть эксплоразведки) все эти три величины соответственно уменьшились и составили +35%, -23% и +(10 12)%. Эти данные были использованы для разработки и внедрения системы коррекции разведочных данных с помощью поправочных коэффициентов.

Подводя итог исследованию влияния закономерностей внутреннего строения ПКЗ на поведение погрешностей разведки и опробования как основных компонентов фактора риска на поисково-разведочном этапе освоения золоторудных месторождений следует особо подчеркнуть, что основным источником (причиной) возникновения погрешностей воспроизведения природных золоторудных систем является несоответствие (неоптимальность) формы и метрических характеристик поисково разведочных систем параметрам структурно и иерархически детерминированной изменчивости ПКЗ.

Сопоставительный анализ на примере двух наиболее хорошо изу ченных месторождений (Советское и Куранахское) показал, что форма и размеры сетей разведки и опробования, включая все последовательные стадии освоения месторождений от детальной разведки до погашения запасов в процессе эксплуатации, не являются оптимальными. За редким исключением (эксплоопробование и эксплоразведка на Советском месторождении) размеры сети не являются кратными нечетному числу полупериодов расположения мод ПКЗ на соответствующих уровнях их структурной организации, т.е. нет условий для оптимального подавления влияния детерминированной изменчивости на тенденциозность поведения погрешностей опробования и разведки.

Влияние дискретности ПКЗ на достоверность эксплоразведки и эксплоопробования. Для обеспечения высокой эффективности текущего планирования добычи и управления качеством добываемых руд особый интерес представляют тенденции в поведении погрешностей осреднения данных эксплоопробования, проводимого в очистных блоках, как правило, по равномерной сети. Это особенно актуально для рудных тел, обладающих высокой степенью прерывистости и контрастности ПКЗ, где эти погрешности могут быть весьма велики. Типичным представителем таких объектов является Советское месторождение. На его примере была изучена возможность предсказания величины и знака погрешностей эксплоопробования. В результате В.В.Кривоборским установлена эмпирическая зависимость величины и знака погрешности в блоке эксплоразведки (сеть 12,5x12,5 м) и эксплоопробования (сеть 2x2 м, 4x4 м и др.) от числа сквозных пересечений и количества подсеченных рудных гнезд в пределах промышленного блока. На основе этой зависимости рекомендована система дифференцированной коррекции данных эксплоразведки и эксплоопробования при планировании и проведении очистных работ.

Влияние нелинейности ПКЗ на достоверность оконтуривания и оценки содержаний золота в выемочных блоках. Наиболее детально этот вопрос изучен на Куранах-ском месторождении при исследовании причин расхождения данных эксплуатационного опробования и золотоизвлекательной фабрики. Анализ большого объема практически непрерывного опробования приконтурных зон в подготовленных к выемке блоках, а также межскважинных интервалов внутри блоков подтвердил, что основной причиной неподтверждения данных эксплоопробования (буровзрывные скважины по сети 7x7 м) является нелинейность в распределении средних концентраций золота в сквозных скважинных пересечениях отрабатываемого слоя (высота уступа очистного карьера составляет 10 м). Неучет этого свойства постоянно приводит к завышению фактических зон влияния повышенных средних содержаний золота в каждом скважинном пересечении отрабатываемого слоя. В итоге это обстоятельство предопределяет систематическое завышение средних содержаний золота в выемочном блоке на 10-25%, т.к. при среднеарифметическом его расчете все скважинные пересечения учитываются с одинаковой зоной влияния (с одинаковым весом). Сделанные выводы подтверждены специальным сопоставительным анализом геолого-маркшейдерской документации по очистным карьерам Куранахского месторождения за более, чем полугодовой период работы ГОКа с данными фабрики. По всем в разной степени отработанным блокам за этот период определены истинные средние содержания металла на основе сортовых планов по отработанным слоям, составленных с учетом нелинейной интерполяции содержаний золота между скважинными пересечениями, и сделаны помесячные сопоставления с данными текущего планирования и фабричными показателями качества руды. Как видно, данные по фабрике наиболее близки к результатам, полученным при оценке содержаний с использованием сортовых планов.

Месячный "сдвиг" графиков объясняется тем, что руда подается на фабрику через промежуточный склад. Это обстоятельство предопределяет ее некоторое отставание относительно геолого-маркшейдерского учета.

Ожидаемый результат наиболее отчетливо проявился при интегральном сопоставлении данных (4-6 месяцев работы предприятия), когда влияние различных помех, связанных с помесячным учетом руды, нахождением ее в технологическом переделе на учетный период и др., уменьшается.

Месячные колебания величины погрешностей средних содержаний золота в выемочных блоках на различных участках Куранахского месторождения значительны и довольно трудно поддаются учету и регулированию. Даже объединение данных за квартал не дают устойчивой картины ни по отдельным участкам, ни по всем карьерам в целом. И только объемы полугодовой выемки руды обладают более или менее стабильными величинами погрешности и, следовательно, в эти объемы возможно введение коррекции, для управления влиянием нелинейности ПКЗ при текущем и основном планировании работы ГОКа.

Общее влияние нелинейности реализуется посредством искажения истинного сортового состава запаса руды в блоке за счет увеличения доли рядовых и богатых руд и соответствующего уменьшения доли бедных руд.

Опытным путем установлено, что повышение плотности сети эксплуатационного опробования в условиях Куранахского месторождения существенно не уточняет сортовой состав запаса, т.е. влияние нелинейности таким путем не устраняется.

При характеристике свойства нелинейности было указано на относительный характер данного свойства, поскольку оно зависит от формы и размеров геометрической базы единичного замера содержания металла в сквозном пересечении рудного тела (слоя в уступе карьера). Это свойство характеризует относительно непрерывный тип ПКЗ, поэтому его влияние на формирование погрешностей постоянно "конкурирует" с влиянием свойства дискретности ПКЗ. Если бы на Куранахском месторождении применялась другая система отработки, скажем, селективная выемка слоями высотой 1 м, то тогда причины погрешностей, так же как и на Советском месторождении, следовало бы связывать с влиянием прерывистости ПКЗ. Но селективная отработка на основе 10-метрового уступа производится в условиях сглаженной прерывистости высокого порядка (уровень рудного гнезда), т.е. в условиях "обнаженного" влияния свойства нелинейности.

Заслуживает отдельного обсуждения вопрос о влиянии нелинейности ПКЗ на достоверность оконтуривания выемочного блока по данным эксплуатационного опробования. Но он непосредственно затрагивает проблему потерь и разубоживания, поэтому рассмотрим эти вопросы совместно.

Влияние прерывистости и нелинейности ПКЗ на достоверность оп ределения потерь и разубоживания при эксплуатации. В условиях установленных свойств ПКЗ определение границы между промышленными и непромышленными рудами в жиле традиционным путем становится сложным.

Во-первых, даже при наличии четко выраженной морфологической границы рудного тела (контакт кварцевой жилы или зоны) положение контура промышленных запасов может не совпадать с этой границей (влияние свойства структурной автономии ПКЗ). Поэтому определение в таком случае величины потерь и разубоживания может оказаться недостоверным.

Во-вторых, при относительно малой мощности рудного тела и очень контрастном ПКЗ граница кондиционных и некондиционных руд приобретает сугубо вероятностный смысл (по терминологии Ю.А.Косыгина она является условной). Ее положение в связи с низкой представительностью отдельного рудного пересечения в этих условиях оказывается неопределенным даже при эксплоопробовании отрабатываемого рудного тела. В таких случаях вопрос о потерях и разубоживании в традиционной привязке его решения к приконтурной области отрабатываемого блока теряет здравый смысл. Поэтому действующая ныне методика определения этих по казателей представляется весьма формальной и даже некорректной.

В-третьих, при отработке более мощных рудных тел с контрастным ПКЗ или менее мощных и в то же время с менее контрастным ПКЗ, когда контактовая зона между балансовыми и забалансовыми рудами по сквозным рудным пересечениям характеризуется нелинейным поведением средних концентраций металла, граница блока также имеет вероятностный смысл. Ее положение в контактовой зоне определится степенью контрастности средних содержаний в "промышленном" и "непромышленном" пересечениях рудного тела. Отклонение технологического контура от вероятностной границы блока в этом случае будет приводить к тому, что в среднем качество теряемых руд и разубоживающих пород будет одинаковым. Чаще всего это будут бедные руды, т.е. руда разубоживается рудой и, если теряются, то преимущественно бедные и даже некондиционные руды. Поэтому при учете потерь в приконтактовой зоне распространение среднего содержания металла по блоку на объемы теряемых руд, как это обычно делается, будет неверным, да и приконтурное разубоживание не будет играть большой роли.

Таким образом, установленные свойства ПКЗ накладывают значительную долю условности на понятия приконтурных потерь и разубоживания, которые являются одним из основных критериев эффективности и полноты отработки недр. Параллельно эти свойства порождают проблему неучитываемых потерь и разубоживания. Они не связаны с контуром блока, а создаются за счет невыявления в промышленных блоках участков с некондиционными рудами или пустыми породами (неучитываемое разубоживание) и за счет невыявления участков богатых и рядовых руд, следствием которого является ошибочное отнесение разведанных блоков к забалансовым (неучитываемые потери). Эта категория потерь и разубоживания непосредственно определяет величину и знак погрешностей аналогии на поисково-разведочном этапе освоения ме сторождений.

Оптимальное решение проблемы повышения эффективности определения и учета потерь и разубоживания возможно только через стабилизацию положения границ выемочного блока, а это, в свою очередь, возможно при условии максимального их соответствия природным границам структурных элементов ПКЗ соответствующих иерархических уровней.

Раздел 4. Природа риска при поисках, разведке и оценке рудных тел и месторождений и его оценка Тема 4.1 Классификация рудных тел и месторождений относительно сложности структурной организации в распределении полезного ископаемого Разработана типизация золоторудных месторождений на основе структурной сложности и контрастности полей концентрации золота как причинной основы формирования фактора риска, которая позволяет дифференцировать системы управления этим фактором в процессе освоения месторождений.

Типизация рудных тел по структурной сложности ПКЗ. Ранее было показано, что для целей поисков, разведки и последующей эксплуатации месторождений, обладающих специфичными свойствами, существующая классификация ГКЗ для месторождений (рудных тел) по сложности строения, как и другие классификации, является недостаточной. Все эти классифи кации не учитывают особенностей структуры объекта и поэтому не позволяют определить необходимый иерархический уровень в общей структуре ПКЗ, являющийся "носителем" основного количества металла в рудном теле, чтобы выбрать правильную стратегию поисково-разведочных работ и оптимальное геолого-методическое обеспечение последующей эксплуатации объекта.

Среди наиболее сложных жильных месторождений золота, относящихся по классификации ГКЗ в основном к третьей и четвертой группам сложности, в природе существует, как минимум, три основных типа рудных тел, отличающихся характером пространственного сосредоточения запаса металла.

Рудные тела первого типа отличаются наиболее низкой ко нтрастностью содержаний золота в пределах основной их части, т.е. рудные обособления (рудные столбы высоких порядков, рудные гнезда) рассредоточены в пределах общего фона повышенных концентраций, превышающего некоторый бортовой лимит. В этом случае оптимальный объем селекции эквивалентен крупному рудному столбу, составляющему основной объем рудного тела. Этот тип рудных тел может быть эффективно обнаружен, разведан и отработан обычными традиционными приемами, способами и здесь особых проблем не возникает. Именно таким представляется жильный геолого-промышленный тип золоторудных месторождений в ныне действующих директивных документах по поискам и разведке месторождений.

Рудные тела второго типа в большей степени соответствуют представлениям о так называемом "бонанцевом" оруденении, где носителем основного запаса металла являются неоднородности средних иерархических уровней в общей структуре ПКЗ (рудные столбы средних порядков). Эти элементы как бы погружены в пространство в общем пониженного фона концентраций (ниже бортового лимита), и за счет этого создается более контрастный и уже явно прерывистый облик концентрационного поля.

Рудные тела третьего типа самые сложные. Они обладают высококонтрастным и весьма прерывистым характером ПКЗ. Здесь носителем основной массы металла являются неоднородности высоких порядков (малые рудные столбы, рудные гнезда), рассредоточенные практически в безрудной массе. Этот тип оруденения ближе к так называемому "гнездовому" в обычном понимании. Он широко развит в малосульфидных кварцевых жилах, локализованных в терригенных комплексах (формация "черных сланцев"). Это наиболее распространенный в природе тип рудных тел, отличающихся более высокими концентрациями золота, но трудно поддакь щихся промышленному освоению из-за их структурной сложности.

Анализ отработанных рудных тел многих эксплуатируемых месторождений показывает, что тип структурной сложности, как правило, зависит от мощности. Все относительно маломощные и рудные тела и жилы как выдержанные по мощности и условиям залегания, так и невыдержанные относятся ко второму и в большей мере к третьему типу структурной сложности ПКЗ. Рудные тела, залежи, жильные зоны повышенной мощности могут иметь второй и даже первый тип сложности ПКЗ за счет осреднения данных по сквозным рудным пересечениям (Куранах, Балей, Зун-Холба, отдельные рудные зоны Советского месторождения и др.).

Предлагаемая типизация в определенной мере привязывается к генетической последовательности формирования структуры ПКЗ в условиях плотностной дифференциации рудного вещества. Здесь первый и второй типы сложности ПКЗ соответствуют начальному и промежуточному этапам структурообразования, а третий тип (с более "зрелой" структурой) ближе соответствует завершающему этапу дифференциации вещества и формиро вания структуры ПКЗ.

Реальные рудные тела бывает трудно отнести к какому-либо конкретному типу сложности из-за наличия в них признаков, присущих всем трем типам. Это обстоятельство усугубляется еще и тем, что каких-либо косвенных критериев отнесения их к определенному типу сложности пока не установлено. Поэтому в данных условиях целесообразно ориентироваться на самый сложный тип ПКЗ, что позволит максимально снизить риск неправильной оценки или вообще необнаружения промышленного оруденения в процессе поисково-разведочных и эксплуатационных работ.

Прогноз структурной сложности ПКЗ. Вероятная принадлежность объекта к определенному типу структурной сложности может быть предварительно установлена уже на ранних стадиях его изучения. Для этой цели необходимо последовать принципу выборочной детализации, но придав ему при этом четкий системно-структурный смысл.

Для реализации этого принципа в конкретной ситуации необходимо в выработке, вскрывшей наиболее богатое оруденение, произвести отбор руды, обогатить ее на концентрационном столе после предварительного измельчения до крупности -1мм, а полученный концентрат растворить в плавиковой кислоте и извлечь самородное золото. Полученная таким путем информация совместно с материалами предварительных минераграфических исследований позволит сформировать представление о форме и размерах (гранулометрии) самородного золота.

Далее в тех же обогащенных участках из стенок горных выработок отбираются 1-2 ориентированных рудных монолита размером не менее 20x20x20 см с целью его дальнейшего расчленения на элементарные изометричные кубики с ребром 1-3 см, пришлифовки их граней для последующего объемного картирования в его пределах всех необходимых признаков, и в том числе концентраций золота.

Как правило, в местах отбора рудных монолитов в разно ориетированных относительно элементов залегания рудного тела стенках горных выработок (обычно по простиранию и по падению рудного тела) выбираются 2-3 наиболее характерных "среза" рудного тела для заложения площадок детализационного опробования размером 2-4 кв.м каждая. Каждая такая площадка подобно шахматной доске распиливается на элементарные ячейки размером 10x10 см. После тщательного картирования всей площадки каждая ячейка скалывается в виде единичной пробы, материал которой используется для соответствующих анализов и последующего картирования необходимых признаков, и в том числе золота.

При наличии выработок, прослеживающих рудное тело по простиранию или по падению (а лучше, если есть то и другое) в их стенках или по кровле, обнажающих поперечные срезы рудного тела, проводится детальное точечное опробование по сетке 0,3x0,3 м или 0,5x0,5 м. Па основе детального картирования этих срезов и анализа проб на необходимые компоненты и признаки составляются опорные разрезы (карты), и в том числе по распределению золота.

Полученный таким образом комплексный фактический материал является основой для установления наиболее вероятной модели структурной организации ПКЗ и степени ее концентрационной контрастности, что позволит предварительно определить тип структурной сложности изучаемого объекта.

Тема 4.2 Детерминированная и интегральная модели формирования риска, тенденциозный характер риска и его природа Разработана детерминированная модель интегральной оценки фактора риска и показана принципиальная возможность управления им на всех стадиях промышленного освоения золоторудных месторождений сложного строения.

Фактор риска является следствием геометрического несоответствия параметров поисково-разведочных систем и систем структурной организации полей концентрации золота в рудных телах, что при наличии у них особых свойств, предопределяет устойчивый тенденциозный характер риска.

Фактор риска экономических потерь при освоении сложно организованных в структурном отношении месторождений — это детерминированная и одновременно интегрированная погрешность аналогии, учитывающая влияние различных структурных уровней объекта на достоверность воспроизведения его формы, размеров, качества и количества содержащихся в нем запасов руды и металла, при этом наибольшее влияние оказывают микроуровни (золотины, агрегаты золотин, скопления агрегатов), а доли последующих уровней (рудные гнезда, рудные столбы различных порядков) нелинейно убывают.

Интегральная модель формирования фактора риска на поисково разведочном (оценочном) этапе освоения объектов с явно выраженными свойствами, обсуждавшимися в предыдущих разделах, должна основываться на следующих положениях.

а)Пространственно и иерархически детерминированный характер неоднородности ПКЗ в рудных телах, благодаря свойству масштабного подобия, создает устойчивый на всех уровнях структурной организации левоасимметричный частотный спектр распределения одноуровневых неоднородностеи по массе сосредоточенного в них металла с постепенно убывающей величиной асимметрии от микро- к макроуровням.

б)Наличие асимметрии порождает тенденциозный (неслучайный) характер фактора риска, природа которого универсальна и определяется низкой вероятностью объективного воспроизведения поисково-разведочной системой неоднородностей различных структурных уровней, "несущих" основной запас металла.

в) На формирование фактора риска непосредственно влияют структура ПКЗ (детерминированная компонента) и его контрастность (стохастическая компонента). На высоко контрастном оруденении в пределах детальных уровней структурной организации ПКЗ влияние структуры будет подавлено влиянием контрастности. По мере перехода к макроуровням роль контрастности ослабевает, и обнажается влияние структуры. Граница смены ролей определяется уровнем средней концентрации металла в оцениваемом пространстве. В приведенном примере влияние контрастности условно ограничивается тем уровнем неоднородности ПКЗ, который "способен" исказить оценку среднего в блоке на 100% и более.

г) Максимальный риск возникает при взятии и обработке проб из-за влияния чрезмерно богатых по содержанию золота неоднородностей ПКЗ (золотина, агрегат золотин, скопление агрегатов) на относительно малые объемы пробы (навески). В этих условиях опробование обычными малообъемными пробами никогда не показывают истинный результат. Он будет либо заниженным, если среднее или крупное золото не попадет в пробу, либо чрезмерно завышенным в обратном случае. Эта тенденция транслируется и на последующие уровни разведочной системы (рудное пе ресечение, разведочное сечение и блок в целом), но степень ее проявления последовательно снижается в соответствии с ростом объема области замера и снижением концентрации золота в "элементе-носителе" основного запаса металла, непосредственно влияющей на достоверность измерения концентрации золота в области замера. Эти уровни выполняют функцию по следовательной нейтрализации возникшей в процессе опробования погрешности. Однако из-за неоптимальности форм и размеров разведочных сетей относительно параметров структурных матриц, контролирующих вносят дополнительный вклад в общую характерно тику фактора риска, величина которого, как уже указывалось, постепенно снижается от микро- к макроуровням.

На основе рассмотренных положений сформирована детерми нированная в соответствии с уровневой организацией ПКЗ модель интегральной оценки фактора риска в разведочном блоке.

Установленные тенденции показывают, что риск возможного завышения среднего содержания в блоке в большей степени определяется непропорциональным влиянием золотин в навеске для анализа. Это самые существенные по абсолютной величине погрешности. По мере роста числа навесок (проб) эта величина пропорционально их числу снижается, но вклад ее в суммарную погрешность остается преобладающим. Непопадание золотины в навеску (пробу) при большом числе проб несущественно занижает среднее содержание в блоке. Занижение этого показателя в бо льшей степени определяется влиянием элементов ПКЗ более низких порядков (малый или средний рудный столб), так как это влияние компенсируется в меньшей степени, чем влияние золотин или их агрегатов.

Это происходит потому что число разведочных сечений или элементарных блоков в пределах геологического блока относительно невелико по сравнению с числом проб.

Тема 4.3 Причины неподтверждения данных разведки в процессе эксплуатации месторождения Проблема соответствия между данными разведки и эксплуатации, особенно на рудных месторождениях золота, была и остатся злободневной до сих пор. На руднике Холбинском данная проблема резко обострилась и вылилась в форму систематического неподтверждения данных эксплуатационного опробования. Это резко ухудшило качество и эффективность текущего планирования добычи. Над рудником нависла угроза весьма крупных штрафных санкций за сверхнормативные потери золота, поскольку никаких других версий по объяснению сложившейся ситуации не было.

Анализ "неотхода" содержаний золота по данным эксплоопробования, выполненный непосредственно в опытном блоке, показал наличие устойчивых систематических расхождений в сторону уменьшения средних содержаний по данным фабрики примерно на 20% (коэффициент к данным геолого-маркшейдерского учта составляет 0,8). Кроме этого, такие же систематические расхождения, хотя и менее устойчивые, установлены между данными головного опробования поступающей на ЗИФ руды и данными ЗИФ.

Факт невыявления технических причин расхождений однозначно предопределил направление поиска истинных причин возникшей проблемы в сфере природных особенностей объекта эксплуатации. К таковым, прежде всего, следует отнести локальные закономерности распределения золота в рудных телах. Обогащнные участки рудных тел обладают наиболее ярко выраженной неоднородностью в распределении золота и его гранулометрических характеристик, порождающей высокую контрастность содержаний в соседних близко расположенных пробах.

В свете выше сказанного в процессе исследований решались две задачи:

1. Выявление закономерностей распределения золота в рудных телах, включая его гранулометрию, и их влияния на применяемую технологию геологического обеспечения добычи золота из рудных тел (установление реальных причин расхождения между результатами эксплоопробования, головного опробования и ОТК ЗИФ).

2. Разработка оптимальной технологии геологического обеспечения рудной золотодобычи на стадии текущего планирования и проведения очистных работ и представление результатов в виде методических или инструктивных материалов.

В качестве теоретического базиса использованы результаты проведнных нами фундаментальных исследований закономерностей структурной организации полей концентрации золота в рудных телах и в геологической среде в целом. В частности установлено, что эти поля, как и поля других химических элементов, обладают свойством закономерной прерывистости распределения в пространстве или фрактальности. Это очень важный для теории и практики результат, без использования которого корректное решение поставленной проблемы было бы не возможным.

В результате установлены природа и сами причины возникновения проблемы и конкретного факта существования систематических расхождений результатов эксплуатационного опробования и данных ЗИФ по балансу добытого золота. Было показано, что эти причины носят объективный характер и в основном связаны с неадекватностью применяемых технологий геолого-аналитического обеспечения работ по промышленному освоению месторождений и непознанных (т.е. ранее не известных) закономерностей пространственного распределения золота в естественном залегании рудных тел. Эти причины в меньшей степени зависят от влияния технологических факторов, которые в принципе всегда поддаются контролю и управлению.

Из непознанных закономерностей, касающихся пространственного распределения золота в рудных телах акценты сделаны на закономерной иерархичной прерывистости поля концентрации золота и нелинейности поведения его концентраций в масштабе пространства эксплуатационного блока. Подробно рассмотрены особенности гранулометрического состава золотин и особенности поведения золота в процессе измельчения пробы. Они заключаются в том, что после измельчения и истирания материала пробы неоднородность гранулометрических параметров золотин сохраняется.

На основе модельных расчтов дана оценка возможного влияния этих свойств и закономерностей на результаты геологического обеспечения очистных работ в условиях применяемых в настоящее время технологий этого обеспечения.

Самое существенное влияние рассмотренные свойства будут оказывать на результаты обработки данных эксплоопробования. К сожалению, мировая практика, в том числе и широко распространнные методы геостатистики с многочисленными вариантами крайгинга, при осреднении данных эксплоопробования недостаточно учитывает данные свойства в непосредственном виде.

В итоге были сделаны следующие выводы:

- систематическое завышение содержания золота в очистном пространстве при осреднении данных забойного опробования возникают под влиянием нелинейного характера изменения значений содержания золота в условиях прерывистости поля концентрации золота в пространстве рудного тела;

- систематическое завышение данных головного опробования на ЗИФ возникают под влиянием гранулометрии золотин (т.е. непропорционального влияния крупных золотин при попадании в навеску для анализа);

- поскольку влияние указанных факторов интегрируется, то систематическое расхождение между данными эксплоопробования и данными по балансу ЗИФ необходимо интерпретировать как явление, возникающее под влиянием гранулометрии золотин, усиленное влиянием нелинейности и прерывистости поля концентраций металла в рудных телах;

- причиной возникновения проблемы систематического расхождения оценок среднего содержания металла в руде по данным опробования и по балансу ЗИФ является неадекватность технологии подготовки пробы для обеспечения достоверного анализа природному гранулометрическому спектру золотин и применение методики осреднения данных эксплуатационного опробования, не учитывающей нелинейность и прерывистость поля концентрации золота в очистном пространстве.

В результате предложена оценка средних содержаний по данным эксплоопробования с использованием взвешивания на величину зоны влияния различных (но обязательно логарифмических) классов содержаний, определены оптимальные форма и размеры блоков-ячеек, в которых данные по опробованию их периметра будут соответствовать истинному содержанию металла внутри этих блоков-ячеек. Блоки-ячейки с рекомендуемыми геометрическими параметрами и в среднем способны нейтрализовать систематические отклонения между оценками средних по периметру и в целом по блоку. Эти результаты помогут повысить эффективность текущего планирования добычи.

Дана рекомендация по нейтрализации влияния крупных золотин при планировании добычи руды путм введения стадии предварительного извлечения золота в существующую схему обработки проб с последующим равномерным распределением влияния его массы на весь объм пробы. Эта рекомендация предложена в сво время специалистами ЦНИГРИ.

Практическим опытом доказана е эффективность, хотя в настоящее время она мало где применяется из-за необходимости нести дополнительные затраты.

В случаях появления высоких проб при проведении всех рекомендуемых мероприятий по коррекции данных и ликвидации систематических расхождений предложен унифицированный подход для их нивелировки. Он исходит из природы возникновения системы в расхождениях и заключается в использовании прима усреднения данных по ближайшей пробе или повторной навеске для анализа, дающих относительно низкое содержани металла.

Важность прикладной части проведнного исследования заключается в следующем.

Во-первых, полученные результаты сняли необходимость обращения органов контроля в прокуратуру, поскольку, наряду с другими, существовала версия возможного хищения металла.

Во-вторых, предприятие освободилось от весьма крупных штрафных санкций за предполагаемые «сверхнормативные» потери, которых, как выяснилось, в таком объме не существует.

В-третьих, предприятие получило конкретные научно обоснованные рекомендации по повышению эффективности геологического обеспечения добычи золота на руднике.

Для предприятия составлено "Методическое руководство по проведению эксплоопробования и использованию его данных при текущем планировании и учте результатов добычи на руднике "Холбинский", в котором кратко сформулированы основные методические рекомендации по обеспечению нейтрализации негативного влияния исследованных факторов, которое приводит к систематическому несоответствию данных эксплоопробования и ЗИФ.

Полученные выводы и предложенные рекомендации были обсуждены и согласованы с заказчиком, органами контроля (геолконтроль, Ростехнадзор) и Комитетом по природным ресурсам республики Бурятия.

Тема 4.4 (Лекция 14) «Обобщнный риск», методика его выявления и оценки В сфере поисковой геологии существует понятие "обобщенный риск" (Г.А.Габриэлянц и др.), сущность которого можно выразить матрицей потерь, характеризующей конкретную стратегию поисков в конкретной обстановке:

где CD, CDO, CF, CFO - потери соответственно: при правильном обнаружении объекта, пропуске объекта, ложном обнаружении и правильном необнаружении объекта.

Количественная характеристика обобщенного риска может быть вычислена по разврнутой формуле:

Ri= C0 + M0(DCD + D0CD0) + M(FCF+ F0CFo) где Со - начальные затраты;

М0 - вероятность наличия объекта;

М=(1 М0) - вероятность отсутствия объекта;

D и D0 - условные вероятности событий Ср (формирование потерь при правильном обнаружении объекта) и СРо(формирование потерь при пропуске объекта);

F и F0 - условные вероятности событий CF (формирование потерь при ложном обнаружении объекта) и CFo (формирование потерь при правильном необнаружении объекта, т.е. он объективно отсутствует).

Количественная характеристика обобщенного риска может быть использована в качестве критерия при выборе оптимальной стратегии поисков. Пример расчта детально разобран в практической работе 6.

Раздел 5. Управление факторами риска Тема 5.1 Теоретическая основа управления факторами риска Теоретическая модель оптимальной системы управления факторами риска. Принципиальное направление решения поисково-разведочных задач на основе системно-структурного подхода дано в целом ряде работ (Д.Я.Суражский, Л.И.Четвериков, А.Б. Каждан, А.Б.Каждан, С.Н.Регентов, А.Б.Каждан, Л. Кобахидзе и др.). В частности, ставится вопрос о четкой регламентации объемов недр при определении стадий геологоразведочных работ, об оценке и классификации запасов в соответствии с размерами минерализованных участков недр, представляющих элементы природных структурных уровней. Такой подход должен увязать классификацию запасов с задачами определенных стадий геологоразведочных работ и ввести единый принцип классификации запасов - по масштабам оцениваемых скоплений полезных ископаемых. В данном случае фактор риска в оценке качества и количества запасов руды будет относиться к заведомо регламентированным объемам недр, что обеспечит возможность эффективного управления им в процессе разведки и эксплуатации.


Практическая реализация такого направления решения поисково разведочных задач в классическом (т.е. обычном) варианте предполагает применение традиционных поисково-разведочных систем с относительно равномерным расположением проб, разведочных пересечений с последовательным повышением плотности сети измерений и широким использованием выборочной детализации наблюдений.

Специфика золоторудных месторождений и особенности фактора риска, возникающего при применении традиционных поисково-разведочных систем, требует конкретизации данного направления. С этой целью рассмотрим теоретически оптимальную структуру метрологического обеспечения измерений в сложных системах типа ПКЗ.

Последовательность операций, начиная от анализа отдельной навески до определения средних концентраций металла в блоке, рудном теле в целом необходимо рассматривать как систему измерений изучаемого свойства в заданном пространстве. Естественно, такая система может наращиваться и быть усеченной в соответствии с поставленной задачей измерений, поэтому "измерение" в данном случае - понятие системное.

Понятие "метрологическое обеспечение" подразумевает проведение всех операций измерения с соблюдением необходимой достоверности, поэтому его использование в сфере поисково-разведочных работ, как процесса измерений, вполне правомерно.

В рудных телах первого типа структурной сложности ПКЗ, из-за относительно невысокой контрастности, могут быть формализованы либо как стохастические модели, либо как детерминированные. Основу системы измерений концентраций металла в таком поле составляет равномерная сеть непрерывного опробования в линейном пересечении (проколе рудного тела), равномерная сеть одиночных таких пересечений в плоском сечении рудного тела и, наконец, равномерная сеть плоских вертикальных или горизонтальных сечений рудного тела. При этом количество проколов, сечений определяется исходя из величины случайной изменчивости и заданной погрешности. Такая система измерений уже предполагает, хотя и стихийно, некоторый детерминизм объекта измерения, который учитывается различной представительностью пробы, рудного прокола и плоского сечения.

В случае полной стохастичности объекта метрологическая оценка измерения является функцией метрологической оценки измерения в точке и количества таких измерений, расположенных по равномерной сети. Оба варианта моделей метрологической оценки могут быть эффективными при условии заранее зафиксированных границ объекта измерения, т.к. в условиях высокой погрешности измерения в точке (проколе) достоверное определение положения его границы невозможно.

В условиях рудных тел, где ПКЗ относятся ко второму и особенно к третьему типу структурной сложности, обычные модели метрологического обеспечения измерений мало эффективны. Очевидно, системно-структурная модель ПКЗ со всеми ее свойствами и модель системы измерений в пределах изучаемого пространства должны быть адекватными друг другу. Только в этом случае можно существенно повысить достоверность результатов измерений.

Адекватность систем может быть достигнута лишь в случае обеспечения представительности геометрической базы единичных замеров как элементов системы измерений на каждом иерархическом уровне.

Следовательно, система измерений должна быть равномерно-неравномерной и строиться на теоретически оптимальном "механизме" подавления фактора риска в соответствии с детерминированной моделью его интегральной оценки. Такая система должна обладать высокой вероятностью обнаружения промышленного оруденения и находиться в оптимальном соотношении с системно-структурной моделью ПКЗ.

Одним из наиболее важных компонентов в системе метрологического обеспечения измерений в сложной системе является число измерений в каждом элементе. Как известно, погрешность среднего замера неравномерно убывает по мере увеличения числа замеров, причем наибольшее суммарное ее уменьшение получается при четырех замерах, а при дальнейшем росте их числа скорость убывания нелинейно замедляется. Поэтому для оптимальной метрологии достаточно в каждое звено сложной системы измерений ввести по четыре измерения, соответствующие рангу элемента. Исключением будет рудное пересечение, в котором число измерений (проб) будет зависеть от мощности рудного тела. Таким образом, для обеспечения оптимальной точности определения содержаний металла в изучаемом участке недр необходимо в каждой пробе плавить 4 навески, вместо одного рудного пересечения в точке нужно сформировать узел из 4-х сближенных пересечений (узел 1 ранга), затем таким же образом создается узел 2-го ранга из 4-х узлов 1-го ранга и т.д. Расположив все точки измерений в такую систему, можно обеспечить представительность единичного замера на каждом иерархическом уровне ПКЗ путем приведения геометрических параметров этой системы в соответствие с параметрами структурной матрицы ПКЗ, которые будут зависеть от ориентировки системы измерений относительно пространственного положения всей структуры ПКЗ.

результаты моделирования показали, что система измерений будет "настроена" на внутреннюю структуру ПКЗ в том случае, если шаг расположения единичных замеров на каждом иерархическом уровне будет равен полупериоду или нечетному числу полупериодов модальности ПКЗ на соответствующем уровне его структурной организации и при определенной ориентировке системы измерения относительно структуры ПКЗ. Поскольку размеры шага дискретности ПКЗ, ранжированные в порядке возрастания или убывания, изменяются нелинейно, то и вся система измерений должна обладать нелинейно-узловым характером. Только в таком случае создается возможность оптимального подавления асимметричного влияния детерминированной изменчивости (прерывистости) за счет последовательного осреднения результатов измерений и формирования непрерывной числовой модели ПКЗ на каждом иерархическом уровне ПКЗ.

Если узел 3-го ранга принять в качестве основного элемента измерительной системы (поисково-разведочная ячейка), то это будет достаточно представительная основа для обнаружения и последующей геометризации геологического блока с промышленными запасами руды, поскольку объем этой ячейки эквивалентен объему эксплуатационного блока с достаточно точно определенным качеством руды.

Преимущество предлагаемой системы измерений состоит в следующем:

а) в системе есть возможности для широкого маневрирования (управления) точностью измерения концентраций золота на различных иерархических уровнях;

б) объект измерения не нуждается в необходимости обоснования группы сложности по инструкции ГКЗ, т.к. система измерений сама переводит его из группы сложных в группу относительно простых за счет нейтрализации прерывистости ПКЗ, генерирующей основные погрешности разведки;

в) полностью снимается проблема учета ураганных проб, поскольку она решается автоматически в процессе усреднения результатов измерений в узле 1-го ранга.

Таким образом, в условиях установленных закономерностей и свойств ПКЗ эффективность поисково-разведочных систем может быть обеспечена за счет нелинейно-узлового расположения разведочных выработок и точек опробования с параметрами сети, равными полупериоду закономерных колебаний концентраций металла на каждом иерархическом уровне или кратными нечетному числу таких полупериодов в направлении простирания и падения рудного тела. Каких либо противоречий с одним из основных принципов разведки - принципом равномерности в данном случае не возникает, поскольку он реализуется на каждом уровне, несмотря на то, что поисково-разведочная система в целом является равномерно-неравномерной.

Варианты управляющих систем. Смысл управления качеством поисково-разведочных работ заключается в принятии оптимальных решений при условии постоянного знания возможной величины и тенденций в поведении погрешностей аналогии, как фактора риска экономических потерь.

Возможны, по крайней мере, два варианта управления фактором риска:

а) коррекция результатов традиционных поисково-разведочных систем в соответствии с установленными тенденциями поведения погрешностей аналогии, б) использование нетрадиционных поисково-разведочных систем, обладающих представительностью относительно ПКЗ на всех иерархических уровнях. Возможен и третий вариант, представляющий оптимальную комби нацию первых двух.

Тема 5.2 Варианты коррекции данных традиционных поисково разведочных систем, введение поправочных коэффициентов, весовые функции Коррекция данных традиционных поисково-разведочных систем.

Данный вариант управления следует рассматривать как ведущий, поскольку он широко обсуждается в методической литературе и предусматривает многочисленные подходы к минимизации или подавлению погрешностей аналогии. Большинство из них носят аналитический характер и направлены в основном на нейтрализацию влияния левой асимметрии в распределении содержаний при оценке среднего в блоке в условиях традиционных поисково-разведочных систем.

Дадим краткий анализ возможностей известных основных приемов коррекции в условиях ПКЗ. Все они построены на математических действиях, предусматривающих оптимизацию весовых функций, детерминирующих влияние различных классов содержаний в объеме оцениваемого блока и, за счет этого, минимизирующих дисперсию оценки среднего.


Замена среднеарифметического содержания средневзвешенным на мощность рудного тела многими исследователями рассматривается как при ем повышения достоверности оценки среднего в блоке при условии достаточно тесной корреляционной связи между содержанием золота и мощностью рудного тела. В условиях ПКЗ такая связь либо вообще отсутствует, либо если и существует, то обладает обратным характером (свойство структурной автономии ПКЗ, когда максимумы мощности рудного тела, соответствуют минимумам концентраций золота). В последнем случае применение взвешивания содержаний на мощность вполне оправдано. Эта процедура, хотя бы частично, погасит влияние левой асимметрии, поскольку более высокие содержания будут учитываться с меньшим весом.

Применение в качестве среднего по блоку среднегеометрической или средне-логарифмической его оценки в условиях ПКЗ в первом случае приведет к обратному (правому) смещению, а во втором - усугубит левое его смещение особенно при больших дисперсиях содержаний в блоке. В итоге оценка среднего получается либо слишком пессимистичной, либо весьма оптимистичной. Практика одинаково не приемлет ни то, ни другое.

Особый учет и нейтрализация ураганных значений содержаний в блоке является одним из общепринятых приемов подавления систематических погрешностей аналогии. Этих приемов известно более сорока, и уже этот факт свидетельствует об "искусственном" характере данной проблемы.

Рассматривая ее с позиции выявленных свойств ПКЗ становится очевидным, что эти погрешности порождены несоответствием формы и плотности сети наблюдений особенностям внутреннего строения ПКЗ. Потому-то и не существует до сих пор единой научной основы подавления ураганных значений содержаний создать такую основу применительно к неоптимальной по своим параметрам сети просто невозможно.

Для ПКЗ второго и особенно третьего типов структурной сложности наличие ураганных содержаний в большей мере является правилом, а не исключением. Поэтому всякая искусственная нивелировка таких концентраций противоречит логике и в условиях традиционных поисково разведочных систем будет способствовать еще большему искажению формирующихся представлений об изучаемом объекте. В определенной степени нивелировка высоких значений содержаний оправдана в условиях ПКЗ первого типа сложности, где она является "страховочным" приемом от возможного завышения среднего содержания в блоке, но базируется этот прием только на интуиции исследователя.

В условиях повышенной плотности сети измерений (детальная, эксплуатационная разведка, эксплоопробование) для наилучшей оценки среднего используются в качестве основы детерминированные (геометрические) модели изменчивости исходных содержаний металла и их весов в виде соответствующих карт в изолиниях (модель П.К.Соболевского).

В условиях ПКЗ такие приемы вполне годны, если их основа построена путем сглаживания исходных данных скользящим окном, обеспечивающим отображение определенного структурно-иерархического уровня ПКЗ. При этом выбор расстояний между изолиниями должен быть произведен с учетом свойства нелинейности. Наибольший эффект данный прием дает при обработке измерений в условиях равномерной сети наблюдений (эксплоопробование, реже эксплоразведка).

Для минимизации дисперсии оценки среднего в блоке очень часто используют модели, основанные на теории стационарных случайных функций, предусматривающих разделение общей изменчивости ПКЗ на случайную и неслучайную составляющие. Здесь применяются корреляционные, структурные функции и функции, выражающие спектральную плотность дисперсии при определенной геометрии и размерах проб. В данном случае для оценки погрешностей среднего, в блоке испо льзуется свойство аддитивности дисперсий, которое предусматривает и дает право на вычисление общей дисперсии содержаний в блоке как суммы составляющих дисперсий. Например, общая дисперсия оценки среднего содержания в блоке равна сумме дисперсий содержаний в линейной пробе в пределах рудного пересечения, дисперсии содержаний в рудном пересечении в пределах разведочного сечения, дисперсии содержаний в разведочном сече нии в пределах оцениваемого блока. Согласно статистической модели оценки, каждое слагаемое в данном случае должно выражать только случайную составляющую изменчивости, которая вычисляется путем вычитания из общей дисперсии закономерной ее части. Последняя может быть определена с использованием автокорреляционной, структурной функции или спектральной плотности дисперсий. Интегральная оценка случайной составляющей общей дисперсии позволяет определить интервальные статистические оценки среднего в блоке.

В условиях установленных свойств ПКЗ случайные функции, описывающие изменчивость поля, нестационарны. Это существенно затрудняет использование данного аппарата. Главной помехой здесь является уровневый характер ПКЗ, вследствие чего, например, структурная и корреляционная функции приобретают периодический характер. Тем не менее их использование возможно, а соответствующая интерпретация позволяет устанавливать средние размеры структурных элементов различных уровней, но без пространственной увязки их в пределах исследуемого ПКЗ.

Математический аппарат геостатистики также предполагает корректную оценку среднего в блоке. Она осуществляется путем минимизации диспесии за счет оптимальной интерполяции (определения весовой функции) геологоразведочных данных. Здесь нет явного разделения общей изменчивости на составляющие случайную и неслучайную и один из наиболее пригодных для практического использования аппарат построен на основе идеализированной схемы изотропной изменчивости признака (схема де-Вийса). Он предполагает расчет дисперсий и ковариаций по пробам и в объемах оцениваемых блоков в зависимости от коэффициента абсолютного рассеяния изучемого признака, а также от геометрии проб, сети наблюдений и величины оцениваемого пространства. При этом расчет суммарной дис персии рассматривается как последовательное "восхождение" от объема пробы до объема оцениваемого пространства в условиях постепенного изотропного убывания ковариации от точки измерения к его периферии. На этой основе разработаны различные модификации непрерывного и дискретного крайгинга, как моделей учета весовых функций, использование которых для нахождения наилучших оценок среднего в блоке позволяет учесть данные в пробах, расположенных как внутри блока, так и за его пределами.

В условиях прерывистых ПКЗ, обладающих многоуровневым строением, применение геостатистических моделей ограничено. Для рудных тел второго и третьего типов структурной сложности возможно применение лишь той части геостатистики, где рассматриваются ситуации, нетипичные для изотропной схемы де-Вийса. Имеются в виду условия с наличием значительного влияния "эффекта самородков". Но для этого необходима специальная теоретическая проработка этого вопроса с учетом уровневого строения ПКЗ.

Рассмотренные приемы минимизации дисперсии оценки среднего в блоке объединяет общее для всех их обстоятельство, заключающееся в том, что они в большинстве своем носят формальный характер, поскольку никак не влияют на систему отбора исходной информации. Они повышают эффективность обработки уже полученных каким-то образом исходных данных, поэтому пределы возможной коррекции погрешностей аналогии у них ограничены самой системой наблюдений. Если эта система по своим геометрическим параметрам неадекватна особенностям внутреннего строения исследуемого объекта, то ни один из приемов не способен внести необходимую коррекцию в геологоразведочные данные.

В условиях, когда оценить адекватность системы измерений и внутренней структуры объекта не представляется возможным, единственным способом эффективной коррекции расчетного среднего является применение поправочных коэффициентов, которые должны вводиться в определенные объемы промышленных запасов, где тенденции поведения погрешностей аналогии становятся устойчивыми. Такие коэффициенты могут быть определены на основе сопоставления данных разведки и эксплуатации, включающей детальное изучение внутреннего строения объекта по разведочным и эксплуатационным данным и результатам специальной системной детализации. Накопленная при этом информация позволяет затем воспроизвести системно-структурную модель ПКЗ в рудном теле или его части и использовать ее в качестве основы для установления причинности, величины и структуры погрешностей аналогии в условиях конкретной разведочной системы путем имитации ее применения в различных вариантах пространственного положения относительно модели ПКЗ. Только после определения интегральной величины и знака систематической погрешности и того объема блока, в котором она обретает устойчивость, можно определить величину поправочного коэффициента и условий его опти мального использования.

Введение поправочных коэффициентов. Подавление систематических погрешностей разведки путем введения поправочных коэффициентов реализовано по предложенной схеме на Куранахском месторождении.

Данный вариант оказался наиболее простым и достаточно эффективным, поэтому сразу же был принят к внедрению. Использование поправочных коэффициентов при оценке среднего содержания в блоке потребовало соблюдения определенных условий. Прежде всего, поправки необходимо было дифференцировать относительно плотности поисково-разведочной сети, по которой проведена геометризация и оценка качества и количества запасов. Кроме этого, для проведения коррекции с помощью поправочного коэффициента необходимо было определить те объемы недр, в которых систематическая погрешность носит устойчивый характер. Такие объемы были определены отдельно для условий детальной и эксплуатационной разведки. Теперь величина поправки зависела только от абсолютной величины среднего содержания в блоке. Оно оценивалось как среднее арифметическое из содержаний в вертикальных скважинных пересечениях залежей, ограниченных 10-ти метровой высотой уступа (условия карьерной отработки месторождения). Как видно, величина поправочного ко эффициента нелинейно зависит от абсолютной величины среднего содержания и от плотности разведочной сети.

При достаточно высокой производительности горнодобывающего предприятия, когда в отработку вовлекается большое количество эксплуатационных блоков, и при этом доля каждого из них в объеме месячной добычи относительно невелика, поправка вводилась на всю массу планируемой к месячной выемке руды, поскольку она почти всегда превышала оптимальный для ввода поправки объем. Среднее содержание металла в этой массе руды определялось через взвешивание на доли объемов конкретных блоков, подготовленных к отработке в данном месяце.

Поправочный коэффициент осуществляет интегральную коррекцию, т.е. одновременно учитывает влияние и прерывистости, и нелинейности ПКЗ.

В этом его преимущество и недостаток. С одной стороны простота операции, а с другой - ограниченность функции управления, негибкость. Тем не менее положительный эффект его применения, особенно при коррекции качества руды в больших объемах, доказан опытом работы комбината "Алданзолото".

В итоге проблема "неотхода" содержаний металла по данным эксплоопробования в сравнении с данными фабрики была снята.

Есть еще одно обстоятельство, связанное с использованием подобной коррекции разведочных данных. Учитывая тенденцию завышения средних содержаний золота в относительно богатых промышленных блоках (по данным разведки) и тенденцию занижения этого показателя в относительно бедных или непромышленных блоках, логично наряду с понижающей поправкой в первом случае, вводить повышающую поправку к среднему содержанию во втором случае. Опыт эксплуатации подтверждает это, особенно применительно к объектам с 3-м типом структурной сложности ПКЗ. Однако здесь необходимы дополнительные исследования.

Использование весовых функций. Возможности использования оптимальных весовых функций для подавления систематических погрешностей разведки, как управляемой составляющей фактора риска в условиях традиционных поисково-разведочных систем, ограничены, поскольку данный вариант коррекции не в состоянии нейтрализовать главный источник неслучайных погрешностей - это несоответствие формы и размеров сети измерений параметрам структуры ПКЗ. Тем не менее, частичная минимизация погрешностей может быть достигнута путем использования перечисленных примов как по отдельности, так и в различных сочетаниях. Это доказано мировым и отечественным опытом (Д.Криге, Ж.Матерон, А.Б.Каждан, В.А.Петров, В.М.Викентьев, И. А.

Карпенко, М.В.Шумилин и др.) Как один из возможных методов подавления влияния асимметрии статистического распределения содержаний при оценке среднего в блоке, рекомендован способ "расслоенной выборки" (В.А.Филонюк и др.). Он предусматривает разделение общей выборки, по которой оценивается среднее, на две - фоновую и аномальную путем вычитания из всех значений содержаний некоторой постоянной величины, принятой за фоновую концентрацию золота в оцениваемом блоке. В результате получается две ста тистически однородных выборки с минимизированной асимметрией, что дает возможность оценить среднее в каждой их них с минимальной дисперсией.

Общее среднее в блоке оценивается как средневзвешенное из выборочных средних на соответствующие объемы аномальной и фоновой выборок. При этом в среднее по аномальной выборке добавляется ранее вычтенный фон.

Общая дисперсия оценки среднего содержания в блоке определяется, исходя из свойства аддитивности выборочных дисперсий.

При равномерной и достаточно высокой плотности сети измерений (например, эксплоопробование) наиболее эффективным способом нейтрализации систематических погрешностей оценки среднего в блоке, связанных с влиянием свойства нелинейности ПКЗ, является расчет его через взвешивание на зоны влияния конкретных содержаний. Они определяются по сортовым планам, составленным с учетом нелинейного изменения содержаний в пространстве. Характер нелинейности устанавливается эмпирическим путем в соответствии с конкретными условиями. Так для условий Куранахского месторождения установлены средние графики нели нейного изменения содержаний металла в расчете на 10-метровый уступ в зависимости от их контрастности в соседних скважинах. Эти данные были рекомендованы в качестве основы для составления сортовых планов по блокам, подготовленным к отработке. В условиях автоматизации всех построений и расчетов данный способ является высокоэффективным. Это подтверждено специально проведенным сопоставительным анализом рассчитанных таким способом качественных характеристик руды и резуль татов ее переработки на фабрике.

Тема 5.3 Принцип «сквозной представительности» при прогнозирования и "конструирования" нетрадиционной поисково-разведочной сети, адаптированной к свойству фрактальной прерывистости рудных тел и месторождений Разработан и апробирован с положительным результатом нетрадиционный подход к изучению месторождений, обеспечивающий углубленное познание геологических закономерностей в рамках решения общенаучных и прикладных задач, что дает основание рассматривать его как перспективное направление в области фундаментальных и прикладных исследований в геологии. Оно дат возможность оценивать и управлять фактором риска на основе применения универсальной поисково-разведочной системы с нелинейно-узловым расположением горных выработок и проб.

Кроме этого, появляется возможность прогнозирования локальных обособлений промышленного оруденения в процессе проведения поисково разведочных и эксплуатационных работ, основанный на принципе структурной гомологии, который при многофакторном контроле оруденения является более эффективным.

Универсальная модель поисково-разведочной системы. Свойство ранговой изометрии ПКЗ, проявившееся в универсальности метрических характеристик структурных матриц одномасштабных уровней, позволили "сконструировать" универсальную модель поисково-разведочной системы применительно к золоторудным месторождениям с различным типом структурной сложности ПКЗ. В основу модели заложены средние характеристики структурных элементов ПКЗ. В соответствии с этими данными определены метрические параметры системы, варианты ее конструкции и схемы метрологической оценки этих вариантов применительно к различным типам структурной сложности ПКЗ.

Практическая реализация универсальной модели поисково-разведочной системы начинается с решения задачи по опознанию потенциально промышленного объекта и определения его принадлежности к конкретному типу структурной сложности ПКЗ. Для этой цели на стадии поисково оценочных работ после вскрытия потенциально промышленного тела (зоны) редкой сетью горных выработок (скважин, канав, подземных горных выработок) в местах вскрытия наиболее богатого оруденения необходимо заложить опознавательный модуль или специальную узловую систему рудных пересечений. Его форма и размеры универсальны, а реализация зало жения происходит последовательно с детализацией измерений в узлах в зависимости от структурной сложности и контрастности вскрываемого ПКЗ.

Далее, последовательно усреднив полученные данные, можно воспроизвести структуру ПКЗ в пределах модуля и предварительно определить тип его структурной сложности, что позволит выбрать стратегию дальнейшей разведки изучаемого объекта. Модуль может быть реализован как в скважинном варианте, так и с использованием подземных горных выработок.

При необходимости можно заложить несколько таких модулей. Тогда задача опознания типа сложности рудного тела, особенно в условиях неоднозначности результатов, решается более корректно. В наиболее изученных районах и участках рудных тел, месторождений полные модули могут быть заменены их рациональными вариантами.

Кажущиеся на первый взгляд излишества и нерациональное использование объемов горных выработок впоследствии окупается более оптимальным их расходованием при дальнейшем проведении геологоразведочных и эксплуатационных работ, а также их эффективностью, особенно на стадии опознания потенциально промышленного рудного тела.

Раздел 6. Перспективы практического использования нетрадиционных подходов к прогнозированию, поискам и разведке месторождений полезных ископаемых Тема 6.1 Новые принципы прогнозирования, геологической геометризации, технологического оконтуривания, управления качеством при добыче промышленных руд в условиях закономерно-прерывистого распределения полезных компонентов в рудных телах Геометризация промышленных участков рудных тел. Основная цель, которая должна быть поставлена перед операцией оконтуривания в условиях применения универсальной поисково-разведочной системы, - это достижение максимального приближения промышленного контура и природной границы участка недр, в котором сосредоточен основной запас металла, и который дальнейшей селективной разбраковке в процессе эксплуатации не подлежит.

При этом категория запасов в таком участке определяется степенью его разведанности (т.е. плотностью сети измерений).

Главным условием, при котором возможно осуществление операции оконтуривания - это непрерывность числовой модели ПКЗ, которая может быть достигнута за счет оптимального подавления прерывистости либо путем применения модульной (универсальной) поисково-разведочной системы, либо путем сглаживания (при относительно равномерной системе измерений) окном, размеры которого соответствуют параметрам прерывистости ПКЗ.

В условиях модульной разведки числовая модель ПКЗ определяется пространственным положением каждого модуля и осредненными показателями мощности рудного тела и содержания металла по разведочным пересечениям, входящим в данный модуль.

Необходимость сглаживания как основного средства подавления дискретности ПКЗ определяется и дискретностью самих наблюдений.

Поэтому при скважинкой реализации разведочных модулей сглаживание является неотъемлемой процедурой всего разведочного процесса и реализуется посредством последовательного осреднения результатов опробования в соответствии со структурной иерархией ПКЗ.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.