Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Метрологическое обеспечение магнитного экспресс-метода опробования железных руд

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Метрологическое обеспечение магнитного экспресс-метода опробования железных руд"



. ------ " мидакя иш от-*

(РДЕНА шшгьасоя РЕБОЖЩИМ УРАЛЬСКОЙ (ХЩШН№

ОРДЕНА ЩЦОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТЛОТ гишзиня

На пре.ьач рукописи 553.03:53 Л5Й. ОВ: 5334-53.08

КАРПОВ ВАЛЕРИИ АЛЕШ.ЩРОЭД'! МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОЕЕСПЕЖШЗ МАГНИТНОГО

шлресс-метща опробования слезных рэд

04.00,12 - геофизические меюди поисков и разводки месторождения полезных ископаемых

Агтореферат

диссертант: на соискание учрг.ой стьпени кандидата технических наук

1991 V.

Работа выполнэна .л ордена Трудового Красного Знамени Институае геофязкки Уральского отделения Академии Наук СССР

IIe,v4HLiii руководитель - кандидат гецлого-ыпнералогичзеккх наук,

старший научный сотрудник «[.Я. Глухих

Сфицк&лшые опяонянгы - доктор технических наук, члап-чоррас-

rtOrit-,rHT Ккодсмии Естественных Наук РйХР В.11. Уш:н

доденг, кандидат геолого-миперелс^ичр! к их наук B-f" Портнов

Ведупсс предпр- Ьстс-оюнний наз'»ио-исал"доттг'льский и ог.ыгко-ко!:с.трукториа»5Й in ют игу г госфки чем¡\г. исследо1«ний г^олегоргиводочных енгалин ( ВРШПИС )

Зещл'ге. сосгсг.гсл "_"______13Э1 1-. в_ часои на злг.е

дыши снециадкзгроьакгого со ¡те. Д СйЗ.З^.Сч ко защите диссертаций js. содоганке учзнэй степени доктора наук в Института гоофгоики Ура веского огдеясшня .АН ССТ но iv/jjjacr/1 6.'i02l9, р. Орердлэиок, ГСП-74

уд. Лкурс^ча, Д. U'ü

С оан«чкоик11:сл в бкб-шот5к?» Инсхитути геоф

пи:« УрО Л(1 СССР

Авторе;!,' наг разослал "__"j______¿951 г.

J0.3. Хачак

Jf4'invil с?'гр'.>тирь с:IjUK%u»Kpüpa:j!кто сокдз., кгламчг фнл.-тг. наук /.

- « ; _ 3 -

-1 • к

, ,![ ОНЦ&Я ХАРШкРИСТИКА РАБОТЫ

^•"•Актуальность. Огромное значение минеральных ресурсов п современном обществе, усиление требований к охране недр и их рациональному использованию обуславливает необходимость создания еффективкых систем управления качеством продукции горно-обогатительных предприятий, обеспечивающих лромымлешоеть сырьем наиболее подготолленньм для дальнейшего использования. Применение» такого сирм. гюаволяэт получить больше готовой продукции при снижении материальных и ¡энергетических затрат, не увеличивая при этом объем добычи полезных ископаемых ( Новожилов М.Г., 197? ).

Качество минерального сырья - это результат совокупного влияния геологических, горнотехнологических, организационных и других факторов. Важен как уровень качественных характеристик минерального сырья, так и их стабильность в течении времени. Управление качеством может быть эффективным только при наличии оперативкой и достоверной количественной информации,в любой момент времени. На горно-обогатительных предприятиях исходной информацией является гэоло-го-.чаркиейдерская дохулгентация гсрннх выработок, результаты опробования сырья а продуктов обогащения и качество продукции, определенное в результате взвешивания, учета, маркшейдерских сгекок и замеров. Основу контроля качества горнорудной продукции составляет опробование, главным звеном которого является наиболее сложный вид измерений - аналитические. Внедрение аппаратурных (геофизических) методов опробования позволяет, как отмечает В.З. Козин (1988), повысить точность измерений и снизить стоимость одного элементоопреде -ления в несколько рез.

Метрологическое обеспечение (МО) аналитических измерений в технологических, потоках разработано слабо. В основном решены вопросы МО анализа вещественной пробы. Однако большие, погрешности вносят отбор пробы и ее подготовка к анализу. При управлении качеством по результатам опробования преобладающей становится погрешность обус -ловлённая запаздыванием информации С Новожилов М.Г. и .др., 1977). Внедрение геофизических методов опробования позволяет исключить или значительно снизить влияние этой похрешности. Однако МО геофизических методов опробования в большинстве случаев отсутствует.

Актуальность выполнения работ по МО аналитических измерения в технологических потоках горнорудных предприятий обуслоыш выбор темн, посвященной разработке пршципсв метрологического обеспечения одного из аппаратурных методе,в - иах -иггного окспресо-штода опробования магнмотовоП железорудной продукции ферромотрш Ш'.

Цель и задачи работы. Целью выполненных исследований является разработка основных принципов метрологического обеспечения магнитного экспресс-метода опробования железорудной продукции в процессе добычи и обогащения.

Наиболее полно эти принципы отображает аттестованная методика выполнения измерений, при разработке и аттестации которой необходимо было решить следующие задачи:

- разработать методику определения нормы точности геофизического опробования н установить ее численное значение для магнитного экспресс-метода опробования магнетитовой железорудной продукции Абаканского рудоуправления;

- разработать проект методики выполнения измерений (М$!) и исследовать погрешности определенна массовой доли железа по ней, определить петрологические характеристики используемых нестандартизовать средств измерений (Шй);

- аттестовать ЫШ и НСИ с условиях применения;

- внедрить 1«Ш на .Абаканском рудоуправлении,.

Научная новизна работы. В результате выполненных исследований:

- разработана методика определения нормы точности геофизического опробования и установлено ее численное значение для магнитного экспресс-метода выраженное показателем точности измерений (ГГШ) вклв -чающим: СЗСО случайной составляющей погрешности и предел допускаемого значения скетем&тичееко;' составляющей погрешности для вероятности 0,9Г> п допускаемых методикой отклонениях влияющих факторов;

- расработака Ш' массовой доли железа магнитным экспресс-методом; на основании теоретических и экспериментальных исследований влияющих факторов и составляющих погрешностей Ш1 и'НСИ при преоразова -нии 1ГГИ с 1.отменяем точности, и дополнение к учету ранее известных факторов, предложено проводить измерения обратимой магнитной проницаемости в постоянном магнитном поле напряженность»свыше 120 кА/м, проводить совместные измерения магнитной проницаемости, веса и объема опробуемой железорудной продукции, учитывать изменения гранулометрического состава, а для исключения влияния изменения объема использовать двойной зонд;

- аттестованы МВИ и используемые средства' измерений (СИ) в условиях применения на Абаканском рудоуправлении, определены нормативы контроля точности намерений, разработана методика оценки достоверности отбора контрелымх вешествэниых проб и разработан для использования г> качестве образцового средства Измерений "комплексный" стандартный сбразец; , ■

- внедрено разработанное метрологическое обеспечение на Абаканском рудоуправлении.

Практическая ценность. Внедрение разработанного метрологического обеспечения на Абаканском рудоуправлении Б10 "Сибруда" позволило добиться стопроцентного усреднения выпускаемой магнетитовой железорудной продукции в объемах сменных поставок на уровне плюс -минус один процент от базового показателя и снизить стоимость одного элементоопределения, по данным В.З. Козина (1988), в 4-5 ра-з.

Реализация в промышленности. На основании выполненных исследований разработаны и переданы предприятиям НПО "Сибруда" :

- Методика выполнения измерений массовой доли железа магнитным экспресс-методом (Ш IG20Û-36I-04-86) ;

- Программа метрологической аттестации методики выполнения измерений массовой доли железа магнитным экспресс-методом ;

- Комплекты стандартных образцов моцулк комплексной магнитной проницаемости С0Ш1-1 и СОМП-2 ( ИЗГОТОВЛЕНЫ на базе высокочастотных никель-цинковых ферритов) ;

Результаты исследований использованы также при выполнении опытно-конструкторской разработки микропроцессорной системы сбора и обработки информации СКУ-187 и модернизации феррометра магнитного транспортерного МФТ.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на :

Уральской конференции молодых геологов и геофизиков "Совершенствование геологоразведочных работ и применение прогрессивных геологических, геофизических и геохимшесних методов", Свердловск, 1978 ;

2 и 3 Всесоюзных конференциях "Методы и средства измерений параметров магнитного поля" Ленинград, 1980 и 1905 ;

Всесоюзных конференциях "Метрология и метрологическое обеспечение измерений параметров объектов нефтепромысловой геофизики" МО ГЙС-86 и МО 1'ИС-аЭ, Уфа 1936 и 1989 -,

Всеакадемических школах "Проблемы стандартизации и метрологии" Ереван 196?, П&танга 1988, Чолпсн-Лта 1909 ;

Всесоюзных, школах геологев и геофизиков МЧМ (ХОР, Белгород 1902, Ковдор 1984, Москва I9i3b ;

Всесоаних координационных совещаниях МЧМ СССР' по напралению "Прикладная геофизика", Белгород 19^8 - I9Q8 ;

Уральских научно-технических конференциях геофизиков, Свердловск 1985 и 1986 ;

Публикахтия. Основные результаты исследований опубликованы в Ï4

печатных райотех, 3 тематических отчетах о BIP и нормативно-технических aOKjy?nTLix,

- б -

Структура диссертация. Диссертация состоит из введения, четы-.рех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 108 наименований. Работа изложена ка 130 страницах машинописного текста и содержит Б таблиц, 45 рисунков.

ССДЕРЯШЕ РАБОТЫ

Во_введении обосновывается актуальность темы и состояние метрологического обеспечения опробования магнетито вой железорудной продукции. Отмечены особенности МО аналитических измерений и условия, ограничивающие их 1фименэкие. На основании анализа литературных данных установлены тенденции развития данного вида измерений: переход к селективным, комбинированным и многопараметровым метода;.!.

При определзнии массовой доли железа в магнетитовой руде или железорудной продукции существуют два подхода:

- отбор по определенной методике вещественной прсбы, подготовка этой пробы к анализу и анализ конечной пробы с распространением результатов измерений на весь объем материала из которого отобрана пробй ;

- измерение физических характеристик всего объема иелезсрудной продукции или анализ отого объема без отбора вещественной пробы и перевод измеренных значений физических величин в содержание определяемого компонента.

Для первого подхода, являющегося традиционным, стандартизованы методы отбора, подготовки и анализа проб, Наиболее .полно разработано МО анализа проб на основе стандартных образцов (СО) состава. В то же время недостаточно разработаны вопросы метрологии отбора' проб и кх подготовки е анализу. Вгорой подход получил развитие с конца 40-Х годов и успешно развивается в настоящее время. Си обладает целым рядом преимуществ, но его внедрение сдерживает отсутствие МО. К преимуществам геофизических или'аппаратурных методов следует отнести высокую достоверность и представительность опробования, т.к. опробуется большая часть продукции, а для определения градуироночных характеристик можно обеспечить отбор вещественных проб с требуемой дискретностью; эти методы позволяют значительно снизить погрешности обусловленные пробоотбором и пробоподготозкой. Среди преимуществ геофизических методов следует отметить нчспресмость получения информации и возможное! ь ее .передачи на любые расстояния ( измерения в реальном масшабе времени, т.е. исключение погрешности обусловленной запазды-заниек информации ) и более низкук стошость одного элементоопределе

чня.

В первой главе на оснооании анализа составляющих погрешности зпробования ыагнетитовой железорудной продукции установлена норма точности выполнения измерений массовой доли железа геофизическими методами без отбора вещественной пробы.

При управлении технологическими процессами на горнорудных' пред-1ринтиях, опробование должно обеспечивать получение фактического ур~ эчня качественных показателей продукции с заданной вероятно-

стью р в любой момент времени t , т.е. отклонение показателей от заданного уровня Сд6не должно превышать допускаемого предела е^ (Ер-лов, 1986). Для металлургической промышленности определено допускаемое колебаний качества (массовой доли железа) в поступающем сырье в объемах сменных поставок на уровне плюс-минус 1 процент от базового показателя (Новожилов идр., 1977).

Погрешность опробования магнетитовой железорудной продукции можно представить в следующем виде

а = -¿о«* ¿«и* Апп* Дан * дз ( I )

где Доп - погрешность шгода отбора проба ;

- погрешность, обусловленная изменчивостью качественного показателя ;

Дпа - погрешность подготовки пробы для анализа ;

Аап - погрешность анализа конечной пробы

Дэ - погрешность, обусловленная запаздыванием информации ;

а - символ объединения погрешностей..

Погрешность отбора пробы »»а«!« вычислить испс-льзуя аналитическое выражение, полученное П. Жи (¿льбог, 1975), и результаты измерения массы отобранной пробы и наибольшего диаметра се частиц

- 5-.92С1 + 2.4ос') ( 2)

Чо,с*

где £}П - масса лрсбц,. кг ;

с| • -наибольший диаметр частиц гробы, см ; Л - среднее содержание полезного (определяемого) компонента. доли- един.

Погрешность, обусловленная яэмгкчивегтьо качественного признака может быть определена, если ювесте» (определен зкеперьиотальио) коэффициент нэриацки качг-стьа \х/ и число прсо', которое необходимо отобрать, ч'гобн с надгялоотш 1. получить требу-нуа точность опройй-

<ОДНм , П.

При опробовании магнетитовой железорудной продукции погрешность подготовки пробы для анализа определяется по полученной ь результате преобразования уравнения Д.А. Краснова (1969) формуле

Дт - ±О-"¡Г _ «'4)

1 де с! - максим-зльный размер частиц пробы, мм ;

сС - среднее содержание определяемого компонента, доли единицы ;

С^. - масса достоверной навески пробы для анализа, г .

Предельные допускаемые значения погрешности анализа проб регламентированы созтветстзуадши нормативными документами ( государсвен-иыми и международными стандартами, техническими условиями ).

Суммирование составляющих погреаности позволяет получить оценку погрешности опроСь^шт железорудной продукции при управлении процессами горнорудного производства, при атом погрешность, обусловленную запаздыванием информации, можно принять равной сумме всех остальных погрешностей ( Новожилов и др., I977 ).

Информационный подход, при котором отбираемой пробе, рассматри-п.!мой как вещественный сигнат, ставится сигнал на выходе используемого при анализе пробы средства измерения, позволяет применить для определения погрешности опробования весь арсенал средств и методов теории информации ( Овчарвнко, 1986 ). С точки» зрения информационного подхода модно сделать вывод, что норма точности измерений геофизическими методами может быть задана основываясь на результатах параллельного технологического опробования. По данным Е.Й. Овчаренко ( 2986 ) суммарное энтропийное значение погрешности опробования составляет от 11,6 до 1С,9 бит. Более низкое значение, приведенное в работе Новожилова и да. (1977) можно объяснить условиями выполнения измерений (експернментоп), в первую очередь низкой вариацией качества. железных руд месторождения, на котором проводились оти эксперименты. Потери точности на этапе отбора пробн (головной) не могут быть восполнены на последующих этапах ( Оччаренко, 1986 ). Если принять жры, псороляюдо'е практически исключить все другие составляющие ас-ггеаности, то-иерна точности геофизического опробования определяется гргдч, «точности параллельного технологического опробования. За предел допускаемого зыаченгя случайной составляющей погрешнос;и геофи-

зического опробоьания следует принять среднее квалрйтц юсксе отклонение (СКО) логреыности отбора, пробы, а за предельное значаще систематической составляющей погрешности - допускаемое расхождение между результатами анализов основной пробы и ее д^оликата. Для наг -нитногэ экспресс-метода опробования норма тошости характеризуется значением 0(0 ршшм 2,6 % железа и пределами допускаемых ресхожде -ниЯ, указанными б ГОСТ 23Ы31.10-31 к ГОСТ 16589-89.

Во_вто£ой .главе рассмотрена модель объекта исследований и па основании анализа литературных источников и зксперцментальныл данных разработаны основные положения мйтодихи выполнения измерений ылссо -вой доли железа магнитным экспресс-методом в магнетит-осой мелезорудий й продукции транспортируемой ленточными конвейерами.

Величина магнитной восприимчивости магнаттосой железорудной продукции, измеряемая при магнитном опробовании, янляется временной функцией, обусловленной пространственной изменчивостью качественных характеристик отрабатываемого месторождения и технологией добычи и обогащения. В соответсвие единичному объему потока можно поставить совокупность элементарных объемов в недрах. Находящуюся на конвейере дагнетитовую железорудную продукцию можно апрокешгировать длинным -стержнем переменного сечения 3 некоторой определенной формы, пере -Метаемым со скоростью I? . Для материала с определенными механическими свойствами (крупностью, атадшостью) площадь поперечного сечения Бфягишется функцией высоты насыпки. При постоянной скорости движения конвейера и фиксированном времени измерения ферромзтрсм М$Т, изменение величины элементарного объема будет определяться изменением высоты насыпки. Происходящие в процессе добычи и обогащения трансформации (деления, перестановки, смешивание, аккумуляция и класеифпка -цин) приводят к усреднению- саойсть (Ершов, 1980) и-получиьиийся конгломерат железорудной продукции можно рассматривать как немагнитную матрицу в которой равномерно раопределеш ферромагнитные ча^тнш.

Единичный элемент потока характеризуется магнитной проницаемостью получившейся с^едц, являющейся функцией магнитных проницаемос-теК вмещающих пород и ферромагнитных минералов (ферромагнетика) к ■ объемной концентрацией этого ферромагнетика. Если магнитные.лроцица-иа&мостя' тыцакщих пород и ферромагнитных минералов остаются постоянными, то магнитная проницаемость элементарного объема будет опроде -лятьед объемной концентре »ей и для железорудной продукции постоян -ного фазового состава можно определить концентрацию железа. За опре-

- ;о ~

деленный период времени качественную характеристику потока можно рассматривать как сумму характеристик элементарных объемов

СУ=£'с[£и„) (5)

л=1 1

V г- ¿V^O

( б)

где С* - концентрация железа, в опробуемой железорудной продукции ^ за определенный период Бремени ( час, смена, сутки и т.д.

Cj - концентрация железа в элементарней объеме;

V - объем опробуемой продукции;

VjCb)- единичный элементарный объем;

П - количество элементарных объемов в опробуемом массиве. Для измерения магнитной проницаемости используют проходные, накладные и ¡экранные чувствительные элементы.

Теоретические и экспериментальные исследования используемой для измерения магнитной проницаемости проходной С а так r&s внутренней, рассматриваемой как частный случай проходной ) катушки выполнены Форстером ( Förster , 1ЭЬ2, 1954, 1958 и др. ) для тел определенной формы. Для описания результатов он ввел две величины f„ й 11ы установлено, что для катушки с фактором заполнения fj?- i ( полнос тью заполненная ) при измерениях на частотах ниже граничной J < -fcp относительное изменение индуктивности соответствует относительному изменению проницаемости. Как правило фактор заполнения ниже и можно выделить лишь суммарный аффект, обусловленный изменением, магнитной проницаемости среда и площади ее поперечного сечения. При отом от -носительное изменение индуктивности проходного чувствительного элемента uLпрааорциоиалыю произведении активной составляющей аффективной проницаемости на фактор заполнения ( Siroppe и др., 1965). Достоверные измерения магнитной проницаемости возможны лиаь при совместных измерениях изменения индуктивности чувствительного элемента я изменения площади поперечного сечения. При измерениях феррометром MST отношение частоты измерений к граничной находится в пределах от 0,2 до 2,0 vi можно принять ( с погрешностью не превышающей 5 % ) jU 9<i?t , а относи) c.jibHoe изи-чюние сигнала прапорционально квадрату изменения площади. . _

Двд накладных чувствительных элементов получить аналитические выражения значительно сложнее. На практике чаще используют результаты экспериментальных исследований. Для приближенных рассчетоа можно

использовать уравнение, полученное А..Н. Бахваловым Ц978)

aL ( 7 )

1 - <*-v

где д!_- изменение индуктивности накладной катушки, вызванное средой с магнитной проницаемостью , Гн ; J^t(>- относительная магнитная проницаемость- среды ; ш - частота( w « ), Гц ; ^ - размер накладной катушки, м ;

- магнитная проводимость i -той силовой ячейки ; cHi - коэффициент, зависящий от расстояния иеяду L-той силовой

ячейкой и чувствительным элементом. Часто для повышения точности измерения изменения индуктивности используют мостовые схемы. Выполненные для некоторых мостовых схем : теоретические рассчетн и экспериментальные исследования показывают, что яри измерениях на частотах ке более I кГц чувствительность мостов к изменению активного сопротивления более чем на три порядка ниже) -тем к изменения индуктивности. Для используемого в феррометре МВТ равновесного четыреХплечнога индуктивно-емкостного моста напряжение разбаланса прямопрапорционатьно изменению индуктивности чувствительного элемента

1 - Оц

где |< - коэффициент пралорционалыюети. зависящий от напряжения питания чувствительного элемента и его индуктивности о состоянии равновесия измерительного моста, а так же от коэффициента усиления измерительного тракта. Таким образом, выходное напряжение пропорционально магнитной ( проницаемости исследуемой среды, объему материала б зоне чувствите-■ льности первичного измерительного преобразователя и зависит от расстояния меаду чувствительным элементом и опробуемой продукцией.

Экспериментальные исследования, выполненные к?, моделях и я ус-' ловинх применения показали: 4 '

- зависимость ««одного сигнала от высоты насыпки (объема) исследуемого материала носит экошжснциолышП характер ;

- при h/ß 1,5 влияние изменения шссты насипки на выходной сигнал не превышает двух процентов ;

- при размещении чувствительного элемента ча расстояние препыго--1»(рм 0,25 R изменение м/.одного сигнала., обуслоьлекмоэ иумененг.ем

- л -

расстояния между чувствительным элементом и объектом исследования, на превшазг погрешности используемых вольтметров ;

- система из двух чувствительных элементов позволяет получить сигнал, который в диапазоне от 0,5 b/ß, до 3,0 t)/R , где R размер большего элемента, с погрешностью не превышающей 2 % определяется изменением только магнитной проницаемости.

Измерение шссты насыпки материала в феррометре МФТ реализовано путем измерения угла поворота рычага, закрепленного одним концом на оси, а друпм соприкасающимся с поверхностью наследуемого материала. Б сгон случае высота насыпки равна

•1л = ß ( < - COS Ч> ) ( 9 )

где Б - длина рычага, м ;

Ч* - угол поворота рычага вокруг оси, рад. Отот принцип игпользован и при учете неравномерности загрузки конвей ера, реализованном в феррометре М$Т ( Астраханцев, i960 ).

Поскольку используемый метод измерения является косвенным, то его погрешность может быть определена как суша частных ( первичных) погрешностей. С другой стороны, после выполнения индивидуальной градуировки измерительных каналов ферроыетра в единицах концентрации, раз рабьтмвдзц}» Ifflî можно рассматривать как реализацию методики прямых измерений методом непосредственной оценки и в этом случая погрешность будет определяться ; 4

Д = * A1WT * Ast Дм (Ю )

где Лм,- погрешность СИ в условиях лриыенэния i

погрешность взаимодействуя СИ с объектом измерения ; Ait- погрешность считывания ; t?

Дм- методическая погрешность . Первые три погрешности - инструментальные и обусловлены погрешностями используемого средства измерения, а методическая погрешность зависит от свойств объекта исследований и выбранного алгоритма выполнения измерений. С учетом этого факта можно предложить следувдие способы повышения точности измерений массовой доли железа магнитным акспресс-м'^тодом :

.- ггастрое.п.е индивидуальных граду lipo во чных характеристик измерительных каналов фаррометра ИГ ¡,

- использование многократных ( непрерывных ) наблюдений ;

- in год сравнения с мерой ;

- ужесточение требований к условиям выполнения измерений и др.

Для построения индивцпуалъныхб грацуировочных характеристик, определяемых в процессе сошестной метрологической аттестации Ш1 и НСИ, используют результаты анализов отобранных вещественных проб и параллельного опробования этой продукции фёррометром MIT. Нахсиденч? индивидуальных градуировочных характеристик измерительных канатов для управляемых потоков имеет особенность. Величина, на основан;») результатов измерений которой вводятся управляющие воздействия, становится ограниченной и получаемая, в процессе градуировки выборка будет состоять из нераановероятных пар. Для такой ограниченной области существования измеряемых величин неизменной остается только величина условного среднего квадратического отклонения 6»^, , которая обуславливает погрешность прогноза величины У по измеренному значению X . Для управляемого потока градуировочная характеристика строится в два ¡этапа: на первом управление процессами осуществтяют используя резуль таты измерений, полученные по заменяемой методик?. Используя полученную на первом зтапе характеристику, переходят к управлению процесса ми по результатам геофизического опробования к'получают новую выборку . Полученное на втором этапе уравнение .регрессии характеризует номинальную функцию преобразования измерительного преобразователя при управлении процессами производства по результатам геофизического опробования.

В третьей главе рассмотрен вопрос выбора образцовых средств измерения ( 001 ) для градуировки, поверки, определения правильности и точности выполнения измерений С показателя точности), нормативов контроля точности MBH гтри геофизическом опробование.

В качестве ОСИ предложены стандартный образец модуля комплексной магнитной проницаемости на основе никель-цинкового феррита и' "комплексный" стандартный образец.

. Испог зование применяемых обычно при аналитических измерениях стандартных образцов состава при геофизическом опробовании в техно--' логических потоках без отбора вещественных проб невозможно. В соответствии со сложишимися представлениями ОСИ должны позволять реыйть следующие задачи:

- определение И подаерживание на определенном уровне стабильности метрологических характеристик используемых НСИ ;

- градуироька и контроль стабильности индивидуальных г-радукрович-ных характеристик измерительных каналов используемых СИ ;

- периодич"ский контроль правильности и toihccih вд"слне::ия

ний по применяемой MBH.

Для решения первой задачи наилучшим образом подходят стандартные образцы свойства исследуемой продукции. В разработанной МВД изучаемым сьсйством является магнитная проницаемость, поэтому был предложен стандартный образец модуля комплексной магнитной проницаемости ( СШ(! ). Предъявляемым требованиям удовлетворяют никель-цинковые ' ферриты (типа М ЬО ВИ 1Ш0.70?.Ш2 ТУ) ( Черноусова H.H., 1978 ) . Из формулы ( 8 ) следует, что меняя, количество колец и их положение относительно первичного измерительного преобразователя, можно моделировать единичные объемы с различной магнитной проницаемостью. Изменяя высоту насыпки с помощью калибров можно моделировать единичные объемы различных размеров.

Остальные задачи мокно решить используя предложенный "комплексный" стандартный образец, представляющий комплекс технических средстЕ ! организационных и методических мероприятий. Он характеризуется магнитной проницаемостью, содержанием определяемых компонентов, временем формирования и объемом материала. Для повышения точности технологического опробования предложены методы исключения грубых шибок связанных с отбором вещественных проб. Сущность методов заключается в измерении магнитной проницаемости и высоты насыпки в моменты отбора частных проб и вычислении по ним средних значений, сравнении полученных данных с результатами химического анализа конечных проб и отбраковывании по определенным критериям недостоверных проб.

С учетом предложенных образцовых "средств измерений разработан норматив контроля точности измерений,.предусматривающий ежедневное воспроизведение значений магнитной проницаемости единичного объема по стандартным образцам свойства и сравнение .результатов геофизического опробования с результатами,анализа конечных вещественных проб.

В четвертой главе приведены результаты завершающего этапа разработки метрологического обеспечения - метрологической, аттестации : разработанной.МВИ и используемого церроыетра магнитного транспортерного МФТ на дробильносбогатительной фабрике Абаканского рудоуправления НПО "Снйруда". ' ■.'•':•■

С учётом-особенностей формирования качества железорудной продукции и ее свойств, определенных .экспериментально и взятых ю литературных источников, оценено их влияние на погрешность, магнитного, зкс-просо-метода опробования, т.е. определены основные- составляющие методической погрешности МШ.

Исходя нз услэвкК выполнения измерений И -'ррбо^акий проды;ьляе-vwx к результатам ьабрш.а I модель погреми с эти «а ГОСТ в.Си0-05. Определены следуккцио tpojioPtt4ftc«cK« харак'-ерис! • ••

- номинальная функция преобразования измерительного канала ( граду-яровочнап характеристика ) ; .

- вца выходного кода, число и нес разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего разряда кода ;

- предел дспускк.емого значения СКО случайной составляющей погрешности при допускаемых изке.чениях влияющих факторов, Д ;

- предел допускаемого значения систематической составляющей погрешности измерений, Дс ;

- функции влияния и пределы допускаемых отклонений, ü.^Cf^'

- номинальная характеристика взаимодействия с устройствами подклю -ченными к выходу, ;

- частная динамическая характеристика ч,время реакиии или время установления показаний ir .

Ведомственной метрологической службой аттестованы разработанная МШ я попользуешь но стандартизованные средства измерений - стандартные образцы и феррсметр магштеный транспортерный 1.Э1'.

С учетом результатов аттестации к опыта эксплуатации разработаны технические требования для совершенствования, аппаратуры и магнитного экспресс-метода опробования железорудной продукции. Результаты исследований и вилоды иглользсванн при разработке конструкторской документации на микропроцессорную систему сбора и обработки геофизической информации СКУ-187 и при модернизации феррсметра ®Т на Абаканском рудоуправлении.

Заключение^ Результаты пополненных исследований сводятся к следующее» : ■

1. Разработана методика определения нормы точности геофизического опробования. Получены'аналитические выражения для определения пока-, зятеля точности опробовании магнетитово$ «елезорудчой продукции по результатам измерения параметров отбираемых контрольных вещественных проб. Определено численное значение нормы точности при опробовании магцэтитовой железорудной продукции Абаканского рудоу.чразления ( О'О случайной состаанящвй погрешности, при допускаемых методикой, изменениях влияющих факторов - 2,6 % железа; пределы еозмо"х»шх значений систематической составляющей погрешности при допускаешх ызтодиной изменениях влияющих факторов и доверительной вероятности 0,95 а ъаы:-симости от диапазона определяемой массовой вдг.и составляет ог 0,3 до 0,9 % железа 1 .

2. Установлены основные особенности измерений массовой доли глл'зги магнитным элспррсс-методом, эачлв^а«щиРоя и ¡cu, что раьрабогашмя МЕИ с одной стороны цглйт рассматриваться как мятедика :{<-.свмч:ых из-

мерений, а с другой как методика, реализующая прямые измерения методом непосредственной сценки ( измерительные каналы отградуированы пс массовой доле железа ). Определен алгоритм разработки и исследования подобных Ш1. Разработана методика выполнения измерений массовой доли железа магнитным экспресс-методом в магнетитевой железорудной продукции для условий Абаканского рудоуправления Нао "Сибруда".

¡¡а основании результатов экспериментальных исследований предложены способы и устройства позволяющие повысить точность магнитного экспресс-метода опробования ыагнетитовОй железорудной продукции, заключающиеся в том, что. для снижения, влияния свойств магнетита измерения обратимой магнитной проницаемости следует выполнять в постоянном магнитном поле напряженность» свыше 120 кА/м; уменьшение влияния свойств вмещающих горных пород можно Достигнуть, если проводить совместные измерения магнитной проницаемости, объема и веса опробуемой продукции; для искл&чения алияния изменения объема на точность опробования можно использовать двойной зонд; необходимо учитывать измене низ гранулометрического состава и предложен способ ввода поправок.

3. Предложены образцовые средства измерений: стандартный образец модуля комплексной магнитной проницаемости на основе никель-цинкового феррита и"комплексный" стандартный образец. Предложена методика оценки достоверности отбора вещественных проб по измерениям с ферро-ыетром.

Разработан норматив контроля точности измерений по "комплексному" стандартном!' образцу.

4. Аттестованы МВИ и НСй в условиях применения на Абаканском рудоуправлении и по результатам аттестации разработаны рекомендации для. модернизации феррометра №$Т'и дальнейшего совершенствования магнитного экспресс-метода опробования и используемой аппаратуры.

Защищаемые положения. С учетом полученных результатов и сделанных на их основании выводов на зациту шкосится: .. ."

1. Методика определения нормы точности опробования магнетитовой железорудной продукции в технологических потоках горноруднцх предприятий магнитным экспресс-методом..

2. Методика выполнения измерений ( МЕИ ) массовой доли железа, магнитным экспресс-методом $ транспортируемой ленточными конвейерами яелезорудноД продукции, позволявшая-повысить точность геофизического опробования.

3. "Комплексный" стандартный образец, ьклвчачщий..технические средства, методические приемы и организационные, мероприятия, осесгш-

чиващие контроль точности измерений по предложенной МВИ и определение метрологических характеристик используемых средств измерений.

4. Применение метрологического.обеспечения магнитного экспресс-метг-, да опробования на Абаканском рудоуправлении при использовании автоматизированной системы управления качеством, что позволило производись магнетитовую железорудную продукцию со стопроцентным усреднением по массовой доле железа на уровне плюс-минус один процент железа от базового показателя в объемах сменных поставок.

Основные результаты исследований оформлены в саде нормативно-технической документации и аттестатов, а также опубликованы в следующих работах:

I. Магнитный ферромегр транспортерный Ю~Т / D.H. Пономарев, П.П. Глухих, Ю.Г. Астраханцев, В.Л. Картов - Инф. листок ЦЧТ11 !г 747-73, Свердловск,1976, 4 с.

Z. Карпов В.А. Определение метрологических характеристик геофизической аппаратуры. Труды Уральской конференции молодых теологов, геофизиков "СоБешенстэоваиие геологоразведочных работ и применение прогрессивных геологических, геофизических и геохимических методов", Свердловск, 1978, с. 66-67 .

3. Карпов В.Л. Контро.чьно-кал»5роЕочное устройство для проверки первичных измерительных преобразователей магнитной восприимчивости. В кн. Методы и средства измерений парметров магнитного поля., B!ÜB?M, Л., 1980, с. 76 .

4. Магнитный экспресс-метод опробования магнетигсзчх руд / В.Н. Пономарев, И.И. Глухих, О.Г. Астраханнев, В.А. Карпов - Тезисы докладов Всесоюзного семинара "Геофизические методы опробования и разведки руд черных металлов", Чермегннформация, М. , 1935, с. ID-16'.

5. Некоторые факторы обуславливавшие сводимость результатов магнитного и технологического методов опробования шгнститошх руд / П.й. Глухих, В.А. Карпов, Т.Д. Игрендо, В.И. Чепков, Т.Н. Фнлалеева - В кн.: Методы и средства измерения параметров магнитного поля., ВВШ, Л., 19GL), с. 17Ь-177 . ' "

6. Петрологическое обеспечение геофизических методов опробования со-держания компонентов минерального сырья / ¡¡.И. Глухих, Б.А. Карпов,

Т.А., Шерендо.- Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Метрология к метрологическое обеспечение измерений парам-гров сбьектов п^фгепрсте-слоосй геофизики'№0 1UC-86", ЫИИкефтеярсмгсофиз, Уф», 1936, с.64.

7. Карпов В.А. '.¡ера магнитной вогприиячиьссти - Тезисы докладов на-' • 'учно—грхничрслой конференции "Ядерно-физически:' к'.--сди опрсбоваки?

пород пруд. Яегрслогкческое ооеич^ннч ге^иги-пскйл кселрдсвву:яГ,

- iS ~

Свердловск» 1936, с. 34-35 .

в. Нормы точности и нормативы контроля точности измерений массовой доли железа магнигным методом / И.й. Глухих, Б.А. Карпов, 'i.A. illepe-кдо, ЕЛ1. Чепков, Т.Н. Фалалеееа - Тезисы докладов научно-техничес-ксй конференции "Дцерно-физические методы опробования пород и руд. Метрологическое обеспечение геофизических исследований", Свердловск, 1986, с. 33-34 . "

9. Карлов В.А. Метрологическое обеспечение магнитного зкспресс-ме-тсда опробования магнетлтовых руд. В кн.: Стандартизация и метрологии, Изд. (Ш АрмССР, 1937, с. 45-49 .

10. Определение магнитной восприимчивости и содержания железа в условиях естественного затегания ыагнетитовых руд /В.Н. Пономарев, И.И. Глухих, В.А. Карпов - В кн.: Петрофизические исследования на Урале, Свердловск, 1987, с. 8В-96 .

11. Карпов В.А. Определение нормы точности измерений содержания компонентов геофизическими методами - Б кн.: Стандартизация и метрология, Вильнюс, 1988, с. 155-156 .

12. A.c. 769460 Устройство для автоматического контроля содержания фзрромагнитного материала / Лн-т геофизики ЛЩ АН СССР, Авт. юобрет В.Н. Пономарев, Б.А. Карпов, Л.Т. Фомин, опубл. в Ь.И. )i> 37, 1Э80 ,

13. A.c. S4724I Устройство для измерения магнитных параметров кагне титошх руд / йн-г геофизики УЩ АН CCCIJ, Авт, изобрет. И.И. Глухих, В.А. Карпов, В.К. Соснозскьй, опубл. i D.H. Г 26, 1981 .

14. A.c. I01P.I7I Способ определения содержания ферромагнетика / Ин-ч геофизики УЩ АН СССР, Авт. изобрет. И.И. Глухих, В.А. Карпов, В.Н, СосновскиЯ, Г.А. Шеречдо, опубл. в Б.И. * Ц, }983 ,