Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Надежность геолого-поисковых систем

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Надежность геолого-поисковых систем"

р р £ Комцт^т Российской Федерации по геологии и использованию недр

2 4 ОНТ ш/,

Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов

На правах рукописи

ЦИГА110В Владимир Аштольевич

УЛК 550.812.1.011:622.02

НАДЕЖНОСТЬ ГЕОЛОГО-ПОИСКОВЫХ СИСТЕМ

04.00Л - "Геологюг, поиски и разведай рудпых и нерудных иестороадений; металлогения"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-иинералогических наук по монографии "Надежность геолого-поисковых систем"

Москва - 1934

Работа выполнена в Якутском научно-исследовательском геологоразведочном предприятии Центрального научно-исследовательского геологоразведочного института цветных и благородных металлов (ШИГП ЦНИГРИ)

Официальные оппоненты: доктор геолого-ыинералогических наук,

профессор А.Н. Еремеев (Всероссйский институт минерального сырья.)

доктор геолого-минералогических наук, профессор О.А.Никитин (Московская геологоразведочная академия)

доктор геолого-минералогических наук В.И.Ваганов (Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветши и благородных металлов)

Ведущая организация: Северный геологический комитет

(г. Архангельск)

Защита диссертации состоится 10 ноября 1994 г.в 14-00 час на заседании специализированного Совета Д.071.08.01 при Центральном научно-исследовательском геологоразведочном институте цветных и благородных металлов по адресу: 113545, Москва, Варшавское иоссе, 129 "Б". ЦНИГРИ.

С диссертацией в виде монографии ыоню ознакомиться в геолфонде ШШГРИ.

Автореферат разослан У&с'Л^д 1994 г.

Ученый секретарь специализированного Совета *

доктор геолого-минералогических наук А.Н.Барыиев

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение. минеральным сырьем действующ« горнодобывающих предприятий является ключевой проблемой, определяющей развитие целых регионов и отраслей народного хозяйства. Следовательно, вопросы адекватной количественной оценки полноты опоискования, надежности поисковых методов и прогнозно-поисковых комплексов является основными вопросами при составлении любых перспективных планов по развитии целых регионов. Однако, существующие публикации, посвящешше анализу геологической эффективности поисков, в своей большинстве, не рассматривают надежностных характеристик исследований, которые помимо анализа положительных результатов работ, требуют специального изучения и систематизации всех ситуаций, приводящих к отрицательным геологическим результатам. Подавляющее болиинство работ, посвященных анализу эффективности применения различных методов при поисках ыесторовдений, иллюстрируются только примерами положительного реиения производственных и опытно-методических задач. Ситуации же пропуска поисковых объектов или их неотражения в данных опытно-методических работ обычно не описываются и системно не изучаются. Тем более не исследуются ошибки субъективного или организационного характера, обуславливающие в целом ряде случаев реальную возможность пропуска месторождений. Абсолютизация положительных примеров и недостаточный учет примеров отрицательных в существенной мере снижает достоверность соответствующих оценок, что в конечном счете не позволяет получить адекватной оценки надежности поисковых методов, прогнозно-поисковых комплексов, полноты опоискования территорий.

Отмеченные обстоятельства свидетельствуют об очевидной целесообразности попытки специального системного исследования ситуаций, приводящих к пропускам поисковых объектов. При этом одним из вариантов такого исследования при системном подходе к геологоразведочному процессу может служить подход основанный на общих принципах теории надежности систем.

В соответствии с изложенным может быть сформулировано ЦЕЛЕВОЕ НАЗНАЧЕНИЕ настоящей работы, которое заключается в попытке адаптации теории надежности систем к практике геологических поисков и разработке принципов и основ ТЕОРИИ НАДЕШСТИ ГЕОЛОГО-ШИСНОВНХ СИСТЕМ. Настоящее исследование в первую очередь ориентировано на проблемы районов действующих горнодобывающих предприятий, т.к. для таких районов, с одной стороны задача оценки полноты опоискования стоит наиболее остро, а, с

другой стороны, геологическая изученность ж лается максимальной в сравнении с другими территориями.

В соответствии с назначением работы основными ЗАДАЧАМИ настоящего исследования являлись:

а) Формулирование специфически особенностей операционной модели геолого-поисковых работ в районах действующих горнодобывающих предприятий в отличии от исследований в новых районах.

б) Определение понятий "объект поисковых работ", "качество", "на-деаность" и "отказ" для геологопоисковых систем и их элементов, адаптация к оценкам геолого-поисковых систем количественных характеристик надежности и качества.

в) Разработка принципов классификации и классификация отказов геолого-поисковых систем на основе исследования и типизации их основных причин, способов и времени установления, достоверности самого события отказа.

г) Разработка методики и приемов количественного моделирования и содержательной интерпретации ситуаций, приводящих к пропускам поисковых объектов по отноиенин к отказам вещественно-индикационного, ланд-шафтно-геологического, технико-метрологического, геолого-датерпретаци-огаюго и заверочного типов для оценки количественных характеристик качества и надежности геолого-поискових систем и их элементов.

д) Разработка теории резервирования малонадевшх элементов геолого-поисковых систем в зависимости от классификационной принадлежности отказов, с количественной оценкой результатов резервирования.

е) Проведение постановочных исследований по учету влияния психоло-логического фактора на этапах сбора первичной геологической информации, содержательной интерпретации и прогнозирования, принятия и исполнения решений.

х) Определение видов и этапов оцешя надежности геолого-поисковых систем в ходе проведения геологоразведочного исследования недр.

з) Апробация основных положений теории надежности геолого-поисковых систем применительно к практике алмазопоисковых работ в Якутской алмазоносной провинции.

НЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ И ОБШШ ВШ10ЛНЕНШ РАБОТ. Проведенные исследования по разработке основ теории надежности геолого-поисковых систем могут быть разделены на три этапа. На первом из них автор в составе партии опытпо-методической экспедиции БИМС'а принимал участие в поисках бокситов субровского типа на плоцадях Уральской бокситоносной про-вгащии. Всего за этот период га стадии общих поисков было изучено около 12000 км кв. бокситоперспектшиых территорий. По всем этим террито-

риям автором проводились геологические и поисковые маршруты, осуществлялась геологическая интепретация наземных и аэрогеофизических (гам-ма-сггектронетрия, магниторазведка, электроразведка) данных. геологическое и ландшафтное дешифрирова1ше НФС, составление карт условий поисков, геологических и прогнозных карт в масштабах 1:25000 - 1:50000. Технология построения перечисленных карт с использованием изданной геологической основы масштаба 1:200 000 била разработана автором. На выделенных перспективных участках проводились детальные поисковые работы на бокситы с использованием геологических, геофизических, геохимических и минералогических методов, с изучением вещественного состава пород и руд (в шлифах, по результатам химического, термического, рентге-но-структурного и спектрального анализов). Также за этот период была проведена обработка данных спектрального анализа по около 20000 лито-геохимическим пробам.

В результате проведенных работ значительная часть исследованной территории была исклшчена из категории бокситоперспективной, на одном участке обнаруаено промиэленное месторождение бокситов (Наталовское), на нескольких - непромыиленные проявления пород бокситового ряда. Часть выделенных перспективных участков с пирогам развитием згачитель-ных по мощности гляциальных отложений (вго-восточная часть Карского райо!а) до настоящего времени не заверив буровыми работами. Также по итогам первого этапа работ автором защищена кандидатская диссертация на тему: "Методика поисков месторождений бокситов субровского типа в полузакрытых труднодоступных районах (на примере некоторых районов Северного и Полярного Урала)", выполненная при научном руководстве доктора геолого-минералогических наук, профессора В.В.Пристова. В диссертации била впервые предпринята попытка количественной оценки надежности опоискования территории, обосновано понятие минимально-промывлен-ного объекта поисков, исследовано влияние отказов ландиафтно-теологи-ческого типа на эффективность поисков.

Второй период исследований по проблеме надежности поисков охватывает 1973-1385 гг. В этот период автор в составе партии ЦКГГЗ Ц1МГРИ принимал участие в опытно-методических и опытно-производственных работах по внедрению современных геологических и гео<1изических методов в практику алмазопоисковых работ в Якутии. За это время аэрогеофизическим комплексом методов (гамма-спектрометрия, магниторазведка, электроразведка) было проведено исследование значительной части Мало-Ботуо-бинского райош (около 6000 км кв.) и Далдынского кимберлитового поля в масштабах 1:12500 - 1:25000. Автором, применительно к алмазопоиско-вой тематике были разработаны и внедрены методы специальной интерпре-

тации геологических и геофизических данных, ориентированные на выделение факторов поискового прогнозирования месторождений алиазов. На изученные площади были составлены специализированные карты прогноза ко-решюй алмазоносности, выделены участки для постановки наземных поисковых работ, с площадью до 10 км кв. каждый. С целы) отработки методики поисков в контщш выделенных участков, под руководством и при участии автора, на участках с известными трубками проведены исследования узколокальных факторов прогнозирования с использованием геологических, геофизических, минералогических и геохимических методов. В результате была разработана методика дальнейшей локализации диатрем до площадей, не превышащих по размерам 1-2 км кв. Параллельно, в этот период проведено изучение устойчивости отражения в различных геолого-геофизических полях самих кимберлитовых трубок. По серии кимберлитовых тел различного вещественно-индикационного типа проведены опытно-методические работы комплексом геофизических (магниторазведка, гравиразведка, электроразведка в различных модификациях), геохимических (первичные, вторичные ореолы, метод подвижных форм, метод,основанный на использовании ионообменных смол, радиогехимия) и минералогических методов. По материалам разлитых исследователей по 200 кимберлитовым телам среднепа-леозойского возраста составлен баш вецсственно-индикациошшх характеристик, охватывающий до 80 свойств каждой диатремы. Полученные материалы позволили наметить схему высоконадежной поисковой технологии проведения поисковых работ.

Однако, внедрение в нирокун практику поисков разработанных приемов локализации трубок с высоконадежной метдикой заверки участков, внедрение в практику прогнозных рекомендаций по направлении ГРР в пределах Мало-Ботуобинского района, натолкнулось на существующие противоречия о достаточной поисковой изученности центральной части Мало-Ботуобинского района и об отсутствии в ее пределах кимберлитовых трубок, представлящих промыиленный интерес.

По завершении второго этапа работ по проблеме были подготовлены методические рекомендации "Методика оценка надежности геологопоисковых систем (на примере Западной Якутии)", которые были одобрены и утверждены Министерством геологии СССР, опубликованы в серии "Прогнозно-поисковые комплексы" (вып.ХХ) и разосланы во все ПГО и НИИ министерства.

Третий период работ (с 198Б г.) проводился в Якутском филиале ЩМГРИ и был направлен непосредственно на разработку основ теории надежности геолого-поисковых систем. За это время проведена разработка понятийного базиса, методического и количественного аппарата основ теории. Путем переработки известных положений по теории геологоразведоч-

ного процесса, сформулированных в различные годы В.М.Крейтером, В.В.Аристовым, А.И.Бурдэ, Ю.А.Ворониным, А.Б.Кажданом, А.И.Кривцовым, А.А.Никитиным, Э.Я.Островским, Л.И.Четвериковым и другими, а также с использованием учебной, справочной и монографической литературы по теории надежности технических систем и инженерной психологии, били сформулированы основные положения теории, проведена апробация применительно к исследовании алмазопоисковой технологии. При этом основное внимание уделялось специфике геолого-поисковых работ, содержащих в себе, помимо отчетливой технической компоненты, явную исследовательскую составляющую. За это время по заказу Министерства геологии СССР был подготовлен отчет на тему:"Разработать основы теории надежности геолого-лоисковых работ на примере исследований в центральных районах Якутской алмазоносной провинции". Составленные на основе отчета методические рекомендации "Элементы методики анализа и повышения надежности поисковых методов и целевых прогнозно-поисковых комплексов" были согласованы в министерстве, изданы и разослана в производственные и научные организации министерства.

В процессе третьего периода исследований были составлены и переданы в алмазопоисковые экспедиции ПГО "Якутскгеология" и "Архангельскгео-логия:

- "Методические рекомендации по проведению заверочных работ методом прямого подсечения в пределах узколокальных кимберлитоперспективных участков";

- "Методические рекомендации по определению параметров минимально-промышленных поисковых объектов и объектов-индикаторов кустов и полей-трубок при поисках кимберлитов".

Назвашше разработки были в рукописном виде переданы в ПГО "Якутскгеология" и алмазопоисковые экспедиции республики, одобрены и внедрены в этих инстанциях. Также (в соавторстве с П.Н.Зинчуком, В.П.Афанасьевым, Е.И.Борисом) подготовлена и защищен рабочая модель карты локального прогноза 1й центральную часть Мало-Ботуобинского района. В настоящее время эта гарта является основой для шинирования и ведения работ в Мирнинском кимберлитовом поле и на его флангах. Реализуя отработанную технологию надежностных исследований применительно к задаче оценки остаточных прогнозных ресурсов основных алмазоносных районов Якутской алмазоносной провинции, в 1991-1993 гг совместно со специалистами Оотуобииской и Амакинской экспедиций проведена оценка надежности опоискования Мирпинского и Алакит-Мархинского кимберлитовых полей, в результате которой были подготовлены и защищены отчеты:

- "Оценка надежности опоискования и остаточных перспектив алмазонос-

- в -

ности центральной части Мало-Ботуобинского алмазоносного района.", - "Оценка надежности опоискования и остаточных перспектив алмазонос-ности изученной части Алакит-Мархинского кимберлитового поля."

В этих работах проведен тщательный анализ всех существующих гео-лого-геофизичесгак и иинералого-геохимических данных по указанным территориям, проведена оценка остаточных ресурсов, определены участки их вероятной локализации и рекомендованы комплексы заверочных методов. В настоящее время сделашше прогнозные и методические рекомендации внедряются в практику работ экспедиций.

По результатам работ третьего периода подготвлена к печати и издана монография "Надежность геолого-поисковых систем" ("Недра", 1994).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА рассматриваемого направления заключается в разработке нетрадиционного подхода к анализу геологической эффективности поисков. В отличии от традиционных методик оценки, анализирующих преимущественно положительные результаты поисковых работ, в настоящей работе в основу положено специальное исследование отказов геолого-поисковых систем и их элементов, т.е. таких событий, при которых происходит или может произойти пропуск на площади работ, хотя бы одного объекта поисков. В настоящей работе впервые в системном виде проведено исследование отказов,встечащихся в практике геолого-поисковых работ, разработана их естественная генетическая классификация, методика изучения каждого из отказов, показаны приемы моделирования, количествешюй или качественной оценки, способы резевиования малонадежных элементов и коструирования высоконадежных поисковых технологий. Отмеченное в совокупности позволило сформулировать понятийный базис, методологию, методический и, отчасти, количественный аппарат нового научного направления - теории надежности геолого-поисковых систем.

В отличии от ряда других методик оценки качества, геологической и экономической эффективности поисков в настоящем исследовании индикационные свойства обнаруженных объектов в конкретном районе или провинции не переносятся автоматически на те объекты, которые только предполагается обнаружить. Известная выборка специально исследуется на неслучайность, а прогноз индикационных свойств остаточной (необнаруженной) совокупности поисковых объектов, рассмативается как задача не менее важная в сравнении с другими прогностическими аспектами общего метаялоге-нического прогноза.

Для поисковых методов, основанных па качественном описании природных геологических явлений, проведена частичнаяа адаптация аппарата инженерной психологии применительно к задачам оценки воспроизводимости результатов работ, намечены задачи специальных психологических иссле-

довашй систем типа "человек-природа" применительно к геолого-поисковым работам.

11а примере исследования технологий алмазопоисковых работ в Западной Якутии, проведена адаптация основ теории надежности к проблеме поисков коренных месторождений алмазов, разработаны направления повышения геологической адоективности работ.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ТЕШ1 определяется возможностью использования разработанных в ней теоретических положений и методических приемов для решения следушщих сугубо практических задач:

- оценка остаточных прогнозных ресурсов в районах действущих горнодобывающих педприятий и определение в соответствии с этим целесообразности проведения дальнейших поисковых работ;

- районирование на количественной основе рудоперспективных территорий по надежности проведенного опоискования, выделение площадей и участков, изученность которых не соответствует решаемой геологической задаче и определение в соответствии с этим направлений ведения геолого-поисковых работ;

- прогнозирование индикационных свойств остаточной совокупности поисковых объектов, проведение количественной оценки надежности реализованных либо проектируемых поисковых методов, разработка на этой основе высоконадежной методики ведения геолого-поисковых работ;

- разработка единного координационного плана проведения производственных поисковых, опытно-методических, тематических и научно-исследовательских работ, применительно к конкретному району или провинции, характеизущегося высокой наукоеккостып, органическим слиянием исследовательской и технической компонент геологоразведочного процесса, га-рантирущего решение поставленной задачи.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Отдельные положения и разделы диссетационной работы докладывались на Всесоюзной геофизической конференции (Красноярск.

1980), на школе передового опыта по геохимическим поискам (Челябинск,

1981), на трапповой конференции (Красноярск, 1983), на совещании по методике интерпретации гравимапштных данных памяти А.И.Ухтомского (Иркутск, 19П7), на совещании по поисковой минералогии (Свердловск, 1987), m Всесоюзном совещании по геохимическим поискам (Ужгород,1988). Как полная концепция оценки эффективности геологопоисковых работ с конкретными результатами по исследованию надежности алмазопоисковых работ в Якутии работа докладывалась на совещании по региональному прогнозировании (Якутск, 1987), на Всесоюзном совеврнии "Основные направления повышения эффективности и качества поисковых и поисково-оценочных работ на твердые полезные ископаемые (Самарканд, 1988), иколе-семинаре "Ко-

личественный прогноз твердых полезных ископаемых"(Алма-Ата, 1990), на совещании "Методы прогноза и поисков алмазов на юге Восточной Сибири" (Иркутск, 1990), на Всесоюзных совещаниях "Основные направления повышения эффективности и качества геологоразведочных работ на алмазы" (Архшгельск, 1985 и Иркутск, 1930), на Всесоюзном совещании по геологическому обслуживании действующих добывающих предпиятий (Ленинград. 1991), а таете на Научно-технических советах Министерства геологии СССР по направлению работ на алмазы в Якутии (1986-1991), на научно-технических советах ПГО "Якутскгеология", "Южказгеология", "Приморгео-логия", "Севвостгеология", геологического управления "Главалыаззолото". на научно-техничеагих советах шшазопоисковых экспедиций ПГО "Якутск-геология", на научно-методических советах и Ученом совете Щ1ИГРИ и др.

По теме диссертации опубликовано 26 статей, 2 методических руководства, одна монография, 23 тезиса докладов. Материалы и результаты исследований вошли в 23 научно-исследовательских и опытно-методических отчета.

В настоящее время внедреше рекоменда11ий по исследованию надежности геологопоисковых технологий осуществлено или осуществляется в Ама-кинской, Ботуобинской, Чернышевской алмазопоисковых экспедициях АК "Аламазы России-Саха", в ЦНИГРИ, а также в ряде других организаций.

ОБЪЕМ И СТРШШРА РАБОТЫ. Монография "Надежность геолого-поисковых систем" из четырех глав, предисловия, введения, заклвчения. содержит 299 стр. текста (1(3,62 Усл.печ.л.), 25 табл.. 63 рис.

При проведении исследований по проблеме и написании монографии автор пользовался советами и поддержкой многих специалистов в области теории и практики поисков месторождений полезных ископаемых, в связи с чем выражает своп признательность и благодарность В.В.Аристову, М.А.Артамонову. В.П.Афанасьеву, Е.И.Борису, А.И.Бурде, И.П.Илупину, Н. Ф.Клименко, А.И.Крючкову, В.Е.Нинорину, С.И.Нитнкину, В.Е.Ногилевскону, Э.Я.Островскому, А.Д.Петровскому, И.С.Розенблюму, Н.Н.Романову, В.П.Стеценко, О.Х.Цопанову, А.А.Фельдману, Е.В.Францессон, Б.С.Ягныае-ву. Особенно автор благодарен Н.Н.Зинчуку. В.М.Зуеву, А.И.Кривцову. В.А.Нарсееву и Е.Д.Черному, которыми исследования по проблеме были замечены и поддержаны во всех отношениях. За техническое оформление работы автор выажает свои признательность Н.Н.Винарчук и А.А.Бочкиной.

Основные защищаемые положения:

1. На одних и тех же алмазоносных территориях выделяются два этапа развития геолого-поисковых работ: этап работ в новом районе и этап ра-

бот п районе действующего добывающего предприятия. Для задачи второго этапа - продления срока рентабельной деятельности существующего предприятия - конечным объектом поисков становится вся остаточная совокупность объектов, прогнозно-поисковая модель которых существенно отличается от обобщенной модели объектов, обнаруженных на первом этапе. Это либо объекты небольшие по размерам, либо малоконтрастнне по индикационным свойствам, либо залегающие в неблагоприятных ландшафтно-геологи-ческих обстановках. В этом случае ключевым понятием для проведения по-сков становится понятие минимально-промышленного объекта поисков, который по споим едини»»шм характеристикам является минимально-рентабельным для эксплуатации, а совокупность которых достаточна для обеспечения сырьем действующих Фабрик па достаточно длительный период,

2. Под НАДЕШЮСТЫ) гешгаго-поисковой системы понимается ее способность 1? сохранению КАЧЕСТВА в пределах площади проведеного или планируемого опоисковалия. т.е. к непропуску минимально-промышленных поисковых объектов. Надешость систем определяется безотказностью каждого слагающего ее элемента. ОТКАЗ системы или ее элемента - это любое действительное или возможное событие, которое приводит или может приводить к пропуску на площади работ ХОТЯ БЫ ОДНОГО минимально-промышленного поискового объекта. Выделяется две основные группы отказов, подразделяемые далее на отказы в структурных модулях геологической эффективности. Это отказы связанные с неполнотой знаний о поисковом объекте (вещественно-индикационный модуль) и вмещающей его среде (ландшафтно-геологический модуль), и это отказы, обусловленные неиспользованием, неполным или ошибочным использованием имеющихся знаний (технико-метрологический, геолого-интсрпрстпциошшй и заперочшй модули).

3. К отказам ВЕ1ЕШЕН110-ИНЛИКА11ИП11Н0Г0 модуля относятся все возможные и действительные ситуации, при которых конкретный поисковый объект не обладает достаточным по сравнении с ожидаемым уровнем контрастности индикационного свойства. Разработанная для модуля методика анализа отказов позволяет оценить объем и индикационные свойства необнаруженной совокупности поисковых объектов, и, в конечном счете, получить оценки остато'пшх прогнозных ресурсов конкретной территории.

4. Отказы ЛПНдаПФТНО-ГЕОЛОГгеСКОГО модуля объединяют ситуации, при которых пропуск поискового объекта с достаточно высоким уровнем индикационного параметра происходит в результате неучитываемого в обобщенных прогнозно-поисковых моделях экранирующего влияния на "сигнал"

компонентов вмещающей ландшафтно-геологической среда. Целенаправленный анализ отказов модуля позволяет разработать специальные легенды карт природных условий поисков, провести количественную (или близкую к ней) оценку впроятпстей соответствующих отказов и [«¡работать технологию резервирования малонадежных элемнтов геолого-пписковой системы для каждой конкретной ландщафтно-геологической обстановки.

5. Отказы геологопоисковых систем, связанные с неиспользованием, неполным или ошибочным использованием имеющихся знаний исследуются при анализе надежности трех модулей. Это отказы ТЕХЖО-НЕТРОЛОГИ11ЕСКОГО модуля, обусловленные несоответствием используемых на практике параметров поисковой сети и точности наблюдений реальным характеристикам минимально-промышленного поискового объекта. Это отказы ГЕОЛОГО-ИЛТЕРПРЕ-ТА1ДО0ШЮГ0 модуля, связанные с невыделением фактически измеренной аномалии от поискового объекта или с отнесением выделенной аномалии к группе неперспективных, или с ошибочным определением местоположения аномалообразующего объекта. И это отказы ЗАВЕРОЧНОГО модуля, обуслов-легаше ошибками при проведении заверочных работ по вскрытию аномалообразующего объекта. Исследования перечисленных групп событий позволяют получить достаточно точные количестве) пше характеристики безотказной работы методов, провести построение специальных карт исследованных территорий, и на их основе определить направления и методику повышения надежности конкретных поисковых технологий.

6. Обобщенная характеристика качества поисковых методов (средняя единичная вероятность безотказной работы) определяется как произведение средних вероятностей безотказной работы всех пяти модулей. При этом, кавдая последующая вероятность (в ряду от вещественно-индикационного до заперочного модулей) определяется как условная вероятность, вычисляемая в предположении, что предшествующие модули метода функционируют безотказно. Переход от ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА к НАДЕЖНОСТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ осуществляется помодульно с учетом объема реализаций случайного процесса в каждом из них, с последувдкм умножением вероятностных характеристик или суммированием общего количества отказов.

Глава 1. шттш ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕОРИИ НАДЕШЮШ систем В ПРАКТИКЕ геолого-гаисковга РАБОТ

Проведенный анализ истории развития геолого-поисковых работ в некоторых районах нашей страны, анализ публикаций по другим районам, позволяют сформрировать две, принципиально различавшиеся концептуальные модели геолого-поисковых работ, сменяющие в 1шдом регионе одна другую во времени. Это модель геологических поисков в новом районе и модель поисков в районе действующего горнодобиващего предприятия . При этом для одних и тех же стадий геологоразведочного процесса, характерно, в зависимости от принимаемой модели, существенные различия в требованиях к объектам поисков, в представлениях о индикационных свойствах этих объектов, в необходимой методике работ, обеспечивающей решение геолого-экономической задачи.

Для модели геолого-поисковых работ в НОВОМ РАЙОНЕ основной геоло-го-эконоыической задачей является обнаружение скоплений полезного ископаемого в количестве, достаточном для обоснования строительства рентабельного на длительный период горнодобиващего предприятия. Соответственно объектами геологических поисков в таких районах являются месторождения крупные по размерам, контрастные по индикационным характеристикам, залегаявдие в благоприятных ландшафтно-геологических обстановках. Обычно такие месторождения обнаруживаются сравнительно дешевыми экспре-сными поисковыми методами в процессе геолого-съемочных и сопутствующих им геофизичеагах, минералогических и геохимических работ. Ведущая роль в обнаружении месторождений здесь обычно принадлежит методам, ориентированным на выявление поисковых признаков, в то время как поисковые предпосылки для конкретного региона разработаны недостаточно. В отличие от стадийной схемы геологоразведочного процесса, предусматривающей выделение для каждой стадии работ своего поискового объекта, промежуточного по отнощению к конечному объекту - месторождению полезного ископаемого, здесь весьма часто и эффективно используется сокращенная схема опоискования. Последняя при благоприятных условиях позволяет осуществить выход на местоождения, на новые минерагенические таксоны (поля, кусты трубок и др.) минуя целые стадии исследований. Важной особенностью работ в новом районе является достаточная эффективность использования на практике типовых, усредненных моделей поисковых объектов и вмещающей их ландиафтно-геологической среды, что, в свою очередь, предполагает возможным применения в оценках традиционных вероятностно-статистических алгоритмов.

Для модели геплого-поископнх работ в РАЙОНАХ ДЕЙСПУЛЩ Г0РН0Д0-

БШЗПШЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ основной геолого-экономичесной задачей является обеспечение действующего предприятия дополштелышыи запасами для продления срока рентабельного существования. Объем и структура затрат на разработку месторождений здесь, по сравнению с новым районом существенно различаются, а соответственно различаются и требования промышленности к минимальным параметрам местороадений. С другой стороны, приводимые в книге данше по алмазным месторождениям, а также литературные данные по другим полезным ископаемым, позволяют считать, что суммарные запасы полезных компонентов распределенные в большом количестве мелких и средних месторождений одного региона, весьма часто соизмеримы с запасами, сосредоточеюшми в этом же регионе в единичных кругамх месторождениях. С зтих позиций объектами поисковых работ в районах действующих горнодобывающих предприятий становятся скопления полезных ископаемых существенно меньие по размерам, в сравнении с обнаруженными месторождениями. й в силу специфики методики проведения поисков на первом этапе, к ним добавляются и крупные месторождения, но либо малоконтрастные по индикационным параметрам, либо залегающие в неблагоприятных поисковых обстановках. Как показывает опыт работ и анализ публикаций такие объекты обнаруживаются обычно при достаточно сложном комплексиро-вании поисковых методов и при использовании значительных объемов горнобуровых работ. При этом снижается роль методов, ориентированных на обнаружение объекта только по поисковым признакам и возрастает роль прогнозирования с использованием уже выявленных локальных и узколокальных поисковых предпосылок. Соответственно, сокращенная схема поисков на втором этапе становится малоэффективной, а результативность работ зависит либо от детальности разработки и степени практического использования стадийной схемы исследований, либо весьма существенного увеличения и концентрации объемов горно-буровых работ. Здесь, в отличие от типовой модели поискового объекта, весьма ограничено использование в практике индикационных параметров, характеризующих в среднем месторождения, обнаруженные ранее. Каждый объект на каждом поисковом участке необходимо рассматривать как явление, достаточно индивидуальное, не типичное. Если на первом этапе работ решение геолого-экономической задачи достигалось уже обнаружением некоторого количества объектов из их достаточно больного количества, существующего в природе »и достаточно больиой площади поисков, то для удовлетворительного решения геолого-экономической задачи второго этапа должны быть обнаружены все или практически все мишшально-промывленные месторождения, поиски которых ведутся, как правило, на локальных перспективных участках. Это принципиально меняет аксиоматическую вероятностную модель оценки эффективности

- 13 -

геолого-поископых работ; вместо модели обнаружения многих объектов из многих, реализуемой на больших площадях, необходимо использование модели обнаружения единичных не типичных объектов из единичных на локальных участках .

В соответствии с изложенным, с целью разрабо™ методики оценки геологической эффективности поисковых работ адекватной модели второго типа, т.е. модели геолого-поисковых работ в районах действующих добывающих предприятий, в монографии описывается попытка адаптации теории надежности технических систем к практике геолого-поисковых работ и на этой основе построен концептуальный базис теории надежности геологопоисковых систем. Остановимся кратко на основных положениях теории и количественных критериях оценки.

При системном подходе к анализу эффективности геологических поисков очевидным и не требующим доказательств является положение о том, что безотказность геолого-поисковой системы в целом определяется безотказностью работы всех без исключения ее элеыентов. Отмеченное положение предполагает возмоигам для анализа эффективности геологоразведочного процесса и его элементов использовать, соответствующим образом адаптированный, понятийный и количественный аппарат теории надежности систем.

Согласно существующему определению под надежностью систеыы принято понимать ее способность сохранять качество при определенных условиях эксплуатации на заданный объем работы. При этом под качеством системы или ее элемента обычно понимают совокупность свойств, позволяющих использовать их по назначению, а под условиями эксплуатации - определенную совокупность внешних факторов. При таком подходе к определениям, очевидно, под КАЧЕСТВОМ ГЕОЛОГО-ПОИСКОВОЙ СИСТЕМЫ можно понимать ее способность к непропуску минимально-промышленного поискового объекта, независимо от возможной изменчивости его индикационных параметров и особенностей строения вмещающей ландшафтно-геологической среды. В этом определении вполне осознано словосочетание "способность к непропуску" поставлено вместо "способности к обнаружению". Тем самым основная исследовательская задача прогнозно-поисковых работ - прогнозирование местоположения поискового объекта, в первом приближении, вннодаи из понятия "геолого-поисковая система", а исследование эффеттности системы сосредоточено !и эффективности проверки прогнозных рекомендаций. Тогда под НАДЕЖНОСТЬЮ ГПОЛОГО-ПОИСИОВОЙ СИСТЕМЫ и ее элементов можно понимать их способность сохранять качество, т.е. способность к непропуску ia заданный объем работ.

В теории надежности систем основным понятием, определяющим возможность исследования эффективности функционировав« систеыы и ее состав-

- 14 -

ляшщих, является понятие отказа - такого события, при котором происходит утрата системой или элементом свойств, позволяющих использовать их по назначению. При этом, как правило, сам факт отказа рассматривается как событие очевидное. В нашем случае, т.е. для систем геологопоисковых и слагающих их элементов, отказ в большинстве случаев не является очевидным событием. Мы можем в результате проведения поисков не обнаружить поисковый объект, фактически существующий на у ветке, и не узнать об этом. Следовательно, под ОТКАЗОМ геолого-поисковой системы или ее элемента можно понимать любое действительное (т.е. установленное) или возможное (вероятное) событие, которое приводит или может приводить в конечном счете к пропуску на площади работ хотя бы одного минимально-промышленного объекта поисков. Так, например, при проведении магниторазведочних поисков кимберлитов на площадях распространения пород трапповой формации можно констатировать высокую вероятность отказа поискового метода, независимо от того имеется 1ашберли-товое тело под траппами или нет.

Для исследования надежности геолого-поисковых систем можно использовать количественные характеристики качества и надежности. Прежде всего, к шм относятся две вероятностные характеристики. Это характеристика качества системы или элемента - средняя единичная вероятность безотказной работы [р ]. Она характеризует вероятность непропуска поискового объекта при единичном испытании. И это вероятность безотказной работы системы или элемента на весь объем выполняемых поисковых работ -1РС533, где [БЗ, например, площадь поискового участка. Последняя характеристика позволяет оценить вероятность непропуска объекта на всей территории исследований. Первая из этих характеристик широко известна и часто используется в практике работ либо в виде средней вероятности подсечения объекта поисков, либо - проявления у него тех или иных индикационных свойств, либо в виде средней вероятности его правильной идентификации. Однако эта величина обычно не связывается с количеством реализаций случайного или не случайного процесса, имеющего место в реальной практике работ.

Действительно, примем, что под отказом метода прямого подсечения месторождения горными выработками или буровыми скважинами понимается такое событие, при котором после проведения поисков на участке остается хотя бы одно место, где поисковый объект может уместиться не будучи при этом подсеченным хотя бы одной точкой наблюдений. Тогда, очевидно, что при значении средней единичной вероятности 1р 1 отличном от 1,0 (средняя вероятность подсечения объекта заданного размера и формы поисковой сетью с фиксированными параметрами), вероятность [Р(Б)1 убывает

с увеличением площади поискового участка. Обозначим в рассматриваемом примере через Т шах - максимальное количество минимально-промышленных поисковых объектов, которое может разместиться 1а площади работ при их плотнешсй упаковке. Этот параметр можно называть максимально возможным количеством отказов. При округлой форме объекта поисков величина этого параметра равна частному от деления площади участка на площадь сечения поискового объекта с поправкой 10 взаимоперекрытие объектов при их полной упаковке. Тогда

Т вах

Р£ Б 5 = р (1)

1

На рисунке Н 1 приведен пример отказа метода прямого подсечения, вероятность которого (как дополняющая к единице вероятность безотказной работы) оценивается приведенным выше выражением.

Кроме этой характеристики , для оценки показателей качества и надежности систем и элементов целесообразно использовать такие параметра как средняя интенсивность отказов на единичный объем наработки [Я ] и и средняя наработка на отказ или средняя наработка до первого отказа [§ ]. В нашем примере средняя интенсивность отказов характеризует общее количество мест, в которых может разместиться поисковый объект, не будучи подсеченным, на одном км.кв., т.е.:

1 -Р

Я =-• <2)

э к

где $ - площадь минимально-промышленного поискового объекта в км.кв.. а к - козф1мциент, учитывающий взаимоперекрытие между объектами при полном заполнении участка (к=0,827 ). Средняя наработка на отказ в равна площади работ, на которой в среднем, после проведения поисков будет иметься одно неопоискованное место, достаточное для размещения одного минимально-промышленного поискового объекта:

- 1 э к

$ = — = — (3)

Л 1 - р

1

Приведенная схема оценки количественных характеристик качества и надежности, в отличие от традиционной схемы простых оценок вероятностей подсечения. имеет, 10 паи взгляд, существенные преимущества. Отметим из

них следующие :

1. Для использования рекомендуемых количестве! и вд характеристик не требуется предположения о случайности и равновероятности располояе-\ш объектов поисков на площади. Такое предположение, часто принимаемое за аксиому при планировании поисковых работ, на наш взгляд, не соответствует действительности, так как расположение объектов поисков всегда конкретно и закономерно, даже в слу-случае, при котором эта закономерность не известна.

2. Проведенный переход от анализа вероятностей подсечения поисковых объектов к анализу отказов, в нашем случае -возможных пропусков, делает правомочным вероят-ностносто-статистический анализ надежности в связи с большими, как правило, значениями максимального количества возможных отказов на

участке. По опыту работ параметр Т вах на перспективных участках измеряется значениями в десятки, сотни, а иногда и тысячи единиц.

3. Приведенные характеристики надежности имеют реальное смысловое содержание, достаточно простую интерпретацию и позволяют, в тоже время, проводить оценку надежности весьма сложных геолого-поисковых сис-

Рис. 1. Единичный отказ поисков подсечением:

1 - линии профилей и точки буровых скважин;

2 - возможное местоположение объекта поисков, подсеченного поисковой сетью;

3 - то же, но не подсеченного поисковой сетью.

тем.

Приведенные выше определения и характеристики основаны на понимании отказа через понятие "мишмалыга-щюмиилешшй поисковый объект", т.е. такой объект, характеристики которого для данной территории минимально достаточно для безубыточной эксплуатации. Для перехода к оценкам надежности всего прогнозно-поискового комплекса методов расширим понятие "объект поисковых работ". В настоящей работе, по отношении к большинству рассуждений, справедливыми является два варианта определений этого понятия; общее и частное.

Под ОБЪЕКТОМ ПОИСКОВЫХ РАБОТ В ОБЩЕМ значении терши здесь понимается естественное, геологическое, локально обособленное, генетически единое образование, имеющее конкретное минерально-сырьевое народнохозяйственное значение, которое при этом :

- сформировалось в процессе закономерного геологического развития территории и отразилось в компонентах вмещающей ландиафтно-геологической среды;

- соответствует определенному масштабу изменчивости распределения полезного ископаемого в земной коре, концентрирует в себе в этом масштабе все или основные его запасы и выделяется, в соответствии с этим , на определенной стадии или подстадии геологоразведочного процесса .

Под ОБЪЕКТОМ ПОИСКОВЫХ РАБОТ В ЧАСТНОМ значении терши здесь, по 3.Я.Островскому, понимается любая локализованная в пространстве исследований совокупность свойств этого пространства, обладающая необходимым уровнем полезности .

Здесь общее определение характеризует объекты по отношению к главным элементам геологоразведочного процесса - его стадиям и подстадиям, а частное - по отношении к любому поисковому или вспомогательному методу или его модификации.

На рисунке N 2 приведена принцилиалыия схема геологоразведочного процесса на какой-либо тип конечного объекта поисков. Здесь перед стадиями геологоразведочного процесса стоят задачи выделения территорий, площадей или участков, перспективных для локализации соответству-щего стадии поискового объекта. Например, при поисках алмазов это задачи по локализации кимберлитовых полей, затем в их пределах - кустов кимберлитовых тел, затем самих кимберлитовых трубок. Внутри стадий локализация каждого ыинерагенического таксою осуществляется на основе выделения предпосылок и признаков. Так, например, при локализации куста трубок предпосылками прогноза являются зоны активного динамического влияния скрытых разрывных нарушений - отдельных ивов глубинных разломов, а поисковыми признаками - ореолы индикаторных минералов кимберли-

Рис. 2. Обобщенная схема структуры геологопоисковых систем. 1 - стадии геологоразведочного процесса; 2 - прогнозирование между стадиями; 3 - элементы стадии; 4 - отдельные поисковые методы; 5 - модули эффективности отдельных методов.

тов и индикаторных химических элементов. Разрывные нарушения в этом случае картируются одним или несколькими поисковыми методами, соответствующими методами и обнаруживаются ореолы. В конечном счете весь прогнозно-поисковый комплекс распадается на элементарные пары типа "частный поисковый объект - поисковый метод". Саш же минерагени-ческие таксоны выступают в качестве поисковых объектов в общем значении термина.

Описанная схема наглядно иллюстрирует методику оценки надежности прогно-

зно-поискового

комплекса пй типу "от простого к сложному", т.е. от частных поисковых объектов к сложным, а через них - к конечному объекту поисков - промыш-ленно-ценному месторождению полезного ископаемого. Необходимые алгоритмы подобных оценок достаточно разработаны и не требуют дополнительного обсуждения. В то же время исследование качества и надежности самих элементарных пар "объект - метод" представляет собой достаточно сложную проблему, требующую специального исследования. И основой этого исследо-

- 19 -

палия может являтся целенаправленный анализ отказов.

Глава 2. ОТИШ ГЕШГО-ПОИСЖШ СИСТЕМ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ Целенаправленный анализ отказов элементарных пар "объект - метод" включает в себя следующие основные операции:

- конкретизация понятия "отказ" для рассматриваемой пары и составление общего переча отказов с классификацией их по форме и причинам проявления;

- предварительное изучение частоты встречаемости отказов каждого вида в конкретной исследуемой геолого-поисковой технологии применительно к реальным геологическим и ландшафтио-геологическин условиям поисков: типизация отказов по частоте встречаемости и влиянии на эффективность поисков;

- проведение исследований каждого отказа с установлением причины его проявления, подбором геологической и математической модели, определением количественных параметров и их изменчивости по площади работ либо в зависимости от других факторов;

- определение характера и количественных характеристик связей между различными видами отказов внутри их отдельных классификационных групп и между группами;

- определение общего алгоритма расчета качества и надежности для исследуемой пары в зависимости от всех меняющихся по шгаввди участка природных и других факторов;

- составление юрты районирования исследуемой территории по надежности опоискования на заданный частный объект поисков конкретным методом;

- общий анализ структуры отказов метода с выделением главных направлений, требующих разработки мероприятий по повышению надежности.

Проведенный анализ причин возникновения отказов при поисках месторождений полезных ископаемых показал, что кроме отказов связанных с поломками технических средств, которые в настоящей работе не рассматриваются, все остальные отказы отчетливо разделяются на два типа. К первому из них относятся ситуации, связанные с неполнотой знаний о поисковом объекте и вмещающей его ландшафтно-геологической среде. Второй тип отказов объединяет ситуации связшяше с неиспользованием, неполным или ошибочным использованием имеющихся знаний на этапах планирования и проведения полевых и аналитических работ, на этапе обработки и интерпретации полевых и аналитических материалов, а также на этапе завероч-ных работ при проверке прогнозных рекомевдаций.

Отмеченное выше позволяет выделять пять основных условий, при выполнении которых поисковые методы работают практически безотказно:

- 20 -

- по отношению к поисковому методу, используемому в парс "объект - метод", объект поисков должен обладать повышенным значением соответствующего индикационного параметра, например, для магниторазведки - быть намагнычешшм , а для шлихо-минералогического метода - содержать индикаторные минералы;

- на фоне вмещающих и перекрывающих пород, компонентов ландшафта на принятой поверхности наблюдений объект поисков должен создавать аномалию, фиксирование которой принципиально возможно при современном уровне измерительной техники или при разумных объемах опробования;

- расположение точек наблюдения на местности и применяемая точность (представительность) наблюдений должны гарантировать подсечение аномалии от объекта необходимым количеством точек ( т.е. существующая в реальном поле аномалия должна найти отражение в измеренном поле);

- измеренная аномалия от поискового объекта должна быть выделена, правильно проинтерпретирована, т.е. отнесена к группе аномалий, требующей заверки, с правильным определением местоположения аномалообразующего объекта;

- применяемая система заверочных работ долив гарантировать вскрытие аномалообразующего объекта.

Очевидно, что при наруиении любого из перечисленных у словий поисковый объект пропускается.

Перечисленные группы событий позволяют выделять для каждой элементарной пары ПЯТЬ СТРУКТУРНЫХ МОДУЛЕЙ ГЕОЛОГИ'ЕСКОИ ЭФФЕКТИВНОСТИ, которые далее в соответсвии с причинами отказов или условиями безотказной работы именуются и обозначаются на схемах (сы. рис.Я 2) следующим образом: Г) - вещественно-индикационный, В - ландвафтно-геологический, С - технико-метрологический, 0 - геолого-интерпретационный, Е - заварочный. Перечисленные модули универсальны, могут использоваться при исследовании качества и надежности любой элементарной пары "объект - метод". Они же являются основой при классификации отказов для конкретных пар. Применительно к практике поисков Корею пи месторождений алмазов к настоящему времени разработаны детальные классификации отказов практически дяя всех используемых поисковых методов. Их подробное рассмотрение требует значительного объема текстового материала и выходит за рамки настоящей работы. Образец формы классификации отказов приводится ниже в виде нескольких фрагментов на примере шлихо-минералогического метода поисков кимберлитов.

Классификация отказов влихо-минералогического метода поисков кимберлитов по индикаторным минералам (Мало-

- 21 -

Ботуобинский и Далдано-Алакитский районы Западной Якутии) (Фрагментарно)

A. ОТКАЗЫ В ВЕЩЕСТВЕННО-ИНДИКАЦИОННОЙ МОДУЛЕ АКСИОМАТИЧЕСКОЕ УСЛОВИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА - наличие в ким-берлитовом теле достаточного количества индикаторных минералов или, точнее, наличие аномальной минералогической продуктивности эродированной части кимберлитового тела по индикаторным минералам с размером зерен более 0,25 ым.

ФОРШ ПРОЯВЛЕНИЯ ОТКАЗОВ - несоответствие модели объекта поисков, используемой (осознано или не осознано) в практике шлихо-минералогических работ реальному распределению индикаторных минералов в эродированной части конкретного кимберлитового тела, в том числе : А.а. По общей минералогической продуктивности эродированной части конкретного кимберлитового тела в отношении индикаторных минералов, используемых при поисках;

А.б. По соотношению различных минеральных видов в груше индикаторных минералов;

А.в. По соотношению различных гранрометрических классов индикаторных минералов.

ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ:

А.1. Весьма малое содержание индикаторных минералов кимберлитов в эродированной части кимберлитовой трубки, обусловленное существенным раз-уболиванием диатремы ксеногенным материалом (кратерные фацйи трубок). А.2. То же, обусловленное процессом гипергенного растворения минералов вплоть до полного уничтожения в результате развития корообразователь-ных процессов на верхней части трубки до ее эрозии. А.З. То же , обусловленное исходной обедненностъю кимберлитовой магмы (флюида) типоморфными ассоциациями индикаторны минералов малой и средней (по А.Д.Харькиву) глубинности (красный и оранжевый пироп, пикроиль-менит) .

... и т.д. всего 9 возможных причин отказов в первом модуле.

B. ОТКАЗЫ В ЛШДШАФТНОЧТОЛОГИЧЕСКОМ МОДНЛЕ АКСИОМАТИЧЕСКОЕ 9СЛ0ВИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА - наличие алихо-илихо-минералогической аномалии от объекта поисков реально существующей среде по используемому на практике горизонту опоискования в ¡слассе зерен с диаметром более 0 ,25ым)

ФОРШ ПРОЯВЛЕНИЯ ОТКАЗОВ - несоответствие используемой на практике (осознано или не осознано) модели строения и развития среды, обуславливающей формирование шмхо-минералогического ореола, реальной ландиаф-тно-геологнческой ситуации около конкретного кимберлитового тела, щ?и-

водящее в конечном счете к:

В.а. Невыделениш аномалии от трубки из-за отсутствия в тяжелой фракции шлихов индикаторных минералов кимборлитов;

В.б. Невыделениш локальной шлихо-минералогическной аномалйи на фоне регионального аномального поля;

В.в. Принципиальной невозможности правильного определения местоположения аномалообразующзго коренного источника (в рамках ишихо-минералоги-ческого метода), ВОЗНОШЕ ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ:

1. Явления, обуславливавдие эффект статистического зкранировзния сигнала.

В.1. Низкая контрастность аномалии от объекта поисков на фоне аномалии от другого кимберлитового тела (известного или неизвестного). В.2. То же , на фоне аномалии от промежуточного коллектора. В.З. Существенная изменчивость содержаний и гранулометрических классов ивдикаторннх минералов в различных литологических типах пород, приводящая к значительному искажении аномального сигнала от объекта поисков. ... и т.д. всего пять возможных причин отказов связанных с статистическим экранированием сигнала.

2. Явления, обуславливавдие эффект динамического экранирования сигнала из за пассивного течения ореолообразущих процссов или в связи с активным течением ореолоразруващих процессов.

В. 10 Непосредственное захоронение кимберлитового тела осадками патовой, алевритовой и мелкопесчанной размерности, образовавшихся в условиях пониженной гидродинамической активности среда.

В.15. Деформация палеорельефа, смещение ореола, отторжение верхней части объекта в результате механического воздействия более поздних магма-тичесюи процессов (трапповая тектоника) . ... и т.д. всего 20 возможных причин отказов во втором модуле.

С. ОТКАЗЫ В ТЕХНИКО-МЕТРОЛОГИЧЕСКОМ МОДУЛЕ АКСИОМАТИЧЕСКОЕ УСЛОВИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА - получение в результате опробования исследуемого горизонта на этапах рядовых наблюдений и детализации аномалий достаточного количества илихо-минералоги-ческих данных об ореоле для последующего прогнозирования местоположения коренного источника.

ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ОТКАЗОВ - неподсечение реально существующего в среде влихо-минералогического ореола применяемой системой наблюдений, опробования и анализа, в том числе:

- 23 -

С.а. Непопадание в контур ореола достаточного количества точек наблвдения в плане;

С.б. Неподсечение ореола в вертикальном разрезе точки наблвдения;

С.в. Необшррение всего количества индикаторных минералов кимберлитов

прямого сноса в пробах, отобранных из ореола.

ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ:

С.1. Редкая проектная сеть буровых скважин.

С.2. Несоответствие системы сорасположения точек наблвдения реальным морфологическим особенностям строе1мя конкретного ореола. C.3. Расположение точек наблвдения на местности без учета микрофациаль-них и геоморфологических особенностей строе!мя и залегашя горизонта опробования.

С.8. Отсутствие в технологической схеме опробования процедур повторного отбора проб из точек наблюдений, затрудняющее количественную оценку воспроизводимости результатов опробования.

С.9, Проведение бурения по представительному горизонту с невыполнением требований о проходке укороченнымии рейсами.

C.18. Ошибки в описаниях шлихов при определении степени сохранности индикаторных минералов.

...и т.д. всего 22 возможных причин отказов в третьем модуле.

D. ОТКАЗЫ В ГЕОЛОГО-ИНТЕРПРЕТАЦИОШЮН МОДУЛЕ АКСИОМАТИЧЕСКОЕ УСЛОВИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА - выделение подсеченной шшхо-минералогической аномалии, ее отнесение к группе кимберлитоперспективных, правильное определите границ участка, рекомендуемого под вскрытие коренного объекта. ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ОТКАЗОВ:

D.a. lia этапе первичной обработки илихо-минералогических даимх невыде-аномалии. соответствующей неизвестному поисковому объекту.

D.6. Отнесете на этапе классификации, выделенной аномалии от реально существующего тела, к группе бесперспективных или малоперспективных аномалий.

П.в. Невключе>ше фактического местоположения коренного источника в контур перспективного участка, выделенного для проведения эаверочных работ.

ВОЗМОЗЙШЕ ПРИЧИНИ ОТКАЗОВ:

... всего 24 возможных причины отказов в четвертом модуле. Е. ОТКАЗЫ В ЗАВЕРОЧНОМ МОДУЛЕ

АКСИОМАТИЧЕСКОЕ УСЛОВИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА - подсечение аномалообразующего объекта горной вырабокой или буровой скважиной с правильной идентификацией кимберлитов.

ФОРНН П1Ч)МИ/11-!ШУ ОТКАЗОВ: Пропуск кимбсрлитопого тела на участке работ, выделенном но результатам работ шшхо-минералогическим методом. ВОЗЖШШЕ ПРИЧИНИ ОТКАЗОВ:

... всего 0 возможных причин отказов в пятом модуле.

Приведенный фрагментарный пример классификации отказов по формам проявления и возможным причинам иллюстрирует лишь начальную часть анализа надежности поисковых методов. Далее, на основе такой классификации осуществляется оценка реальной частоты встречаемости описанных ситуаций и масштабов их влияния на эффективность геолого-поисковых работ. Для этого используется два подхода. При первом для соответствующих оценок привлекаются эксперты по коюфетным поисковым методам и по конкретным территориям. При втором, оценка отмеченных характеристик проводится на примере эталлонных участков или объектов. В результате таких оценок все отказы подразделяются на следующие основные группы:

- отказы, обусловленные ситуациями, систематически встречающимися щ исследуемой площади, в существенной мере сишащие эффективность поисков в регионе; ,

- отказы, обусловленные ситуациями, эпизодически встречающимися, снижающими эффективность поисков на отделышх участках, но праетически не определяющие эффективность поисков по региону в целом;

- отказы, частота встречаемоемости которых не установлена.

Для первой группы отказов, далее, разрабатываются специальные методы изучения и минимизации их влияния. Для второй группы отказов разрабатываются рекомендации по их учету в конкретных обстановках. Третья группа отказов выделяется в качестве задач для изучения научио-исследо-вательскими, тематическими или опытно-методическими коллективами. Кроюе подразделения отказов по структурным модулям эффективности методов также события, приводящие к пропуску объекта, могут подразделяться:

- по достоверности самого факта отказа на действительные и вероятные ;

- по времени у становления на отказы, установленные или предполагаемые до проведения работ, - в процессе проведения исследований, - после завершения поисков.

Выполненные исследования отказов поисковых методов, используемых в практике работ на алмазы и некоторые другие полезные ископаемые позволили выделить наиболее типичные ситуации, систематически встречающиеся на практике и характеризующиеся существенным влиянием на эффективность

геолого-поископых работ. Кратко рассмотрим помодульно эти ситуации 1И примере методой иапраплетшх ш обнаружение коретшх месторождений алма-зон.

Проведенное исследование отказов ВЕЕЕСТВЕШО-ИНДИВДОШЮГО модуля поисковых методов свидетельствует о том, что нарушение адешатности между фактичеашми индикационными параметрами поисковых объектов и их моделями, используемыми на практике, в основном происходит по двум причинам. К первой из них относится абсолютизация средних значений индикационных параметров объектов без учета всего диапазона и вида их изменчивости. Второй причиной отказов является перенос средних индикационных характеристик, определенных для объектов уже обнаруженных при поисках в кошфетных районах, на объекты, которые в этом же районе только предполагается дополнительно обнаружить.

Примером отказов, обусловленных первой причиной, может служить анализ вещественно-индикационного модуля для магнитометрического метода поисков коренных месторождений алмазов. Эффективность магниторазведки в практике поисков юмберлитов хорошо известна. Однако вопрос о полноте опоискования территории этим методом прямо зависит от возможной изменчивости намагничения юмберлитовых пород. На рисунке Н За приведет (по Романову H.H.) гистограмма, характеризующая магнитную восприимчивость готаберлитовых трубок одного из районов Якутии . Казалось бы, что анализ этой кривой свидетельствует о высокой магнитности кимберлитов, в среднем, и о весьма ограниченном количестве в их совокупности слабомапштных разновидностей. Однако приведенный вид кривой получен ее автором при нарастающей ширине интервала группирования, который в значительной степей! иасанает естественный вид распределения. На рисунке 26 исходный график перестроен делением частоты на ширину интервала группирования, на рисунке 2в количество интервалов приведено в соответствие с количеством исследованных объектов. Как видно из рисунка, среди кимберлитов преобладают слабомагнитше разновидности.

Такой вывод из анализа статистических данных позволяет сформулировать проблему перед геологическими исследованиями: обязательна ли по-вшешия намагниченность кимберлитов, т.е. является ли она для этих пород неотъемлемым качеством. Исследования, проведение в этом направлении, позволили наметить следующие основные выводы: 1. Намагниченность кошфетного кимберлитового тела определяется явлениями трех основных масштабов: особенностями глубинной дифференциации кимберлитового расплава (флюида), спецификой протекания автометаморфических процессов на завершающем этапе формирования трубок и процессами

к) П-ГИТПТ

100 160 150 400 600 1000 1600 2500 4000 31 5 П'Ю"'еЗ С ГС

0.1

- 26 -

формирования кор выветривания. Ни в одном из этих процессов формирование высокомалшт-ных разновидностей пород не яв-лается обязатель-

г.о 1шм. Даже серпен-

тинизациа оливина в кимберлитах про-.

->_р___текает, в основном,

с образованием --лизардита, железо в котором непосредственно входит в сам минерал. И лишь там, где в меньшей степени серпентинизация доходит до образования хризо!лла, происходит выделение ыаггемо-маг-нетита, придаще-го породе повышенную намагниченность. ¿«. 5п ю"^с(/ 2. Три рассмотрен-

ных генетических масштаба изменчивости процессов, формирующих маг-свойства т-

ходят отражение и

^ТТтП-ь^

р

0.5 0.4 01 01

100 160 250 40а 600 (ООО 1600 2500 4000 X I ПМО"*еЙ СГС

№..

О 04 ,11 X 6 си

Рис. 3. Оценка изменчивости петромагнитных характеристик кимберлитовых тел одного из районов За- нитшв падной Якутии: а - исход;ше даншге по Н.Н.Романо- кимберлитов, ву; б - те же данные, нормированные на вирину интервала группирования: в - результирущая гисто- в площадных маси-грамма и ее детализация в области низких значений индикационного параметра.

табах. Слабо магнитные и немагнитные кимберлиты

могут слагать целые кимберлитовые паля (Иирнинское поле), отдельные кииберлитовые тела в пределах одного поля и отдельные фазы внедрения в пределах одной трубки.

Аналогичным образом исследованы для кимберлитов характеристики

- 27 -

веществешю-ищшициошгаго модуля других поисковых методов. Бее это. в целом, привело к формулированию двух достаточно ваишх выводов, позволяющих проводить оценку надежности этого модуля для различных методов:

1. Индикационные свойства поисковых объектов отчетливо подразделяются по виду их изменчивости в совокупности на симметричные, резкоасимметри-чше и переходные (Рис. N 4.). Для резкгасимыетричного вида распределении формирование высоких индикационных параметров у поисковых объектов является явлением не типичным, а обусловлено совокупностью различных геологических причин, определяющих вместе отклонения от правши. Следовательно, поисковые методы ориентированные на эти свойства, характеризуются ограниченной геологической эффективностью. Напротив, для симметричного, отличного от Фою вида распределения повышенное значение индикационного параметра является достаточно типичным, и, соответственно, поисковые методы ориентироашше ш эти свойст-

Рис. 4. Вида изменчивости распределений индикационных параметров поисковых объектов. По типу гистограммы: а -симметричное, б - резкоасмме-тричное; по соотноженш с фоновыми характеристиками: 1 - правое, 2- левое, 3- центральное.

- 28 -

ва, в отношении отказов вещественно-индикационного модуля иогут рассматриваться как достаточно надежные.

2. Индикационные свойства тисковых объектов формируются в результате взаимодействия достаточно сложной суммы геологических процессов, часть которых является обязательной и обуславливает генерацию, транспортировку и аккумуляцию полезного компонента, а часть - сопутствующими и не обязательными, а, возможно, и специфическими для конкретного тела, поля, райош или провинции. Соответственно и индикационные свойства объектов могут быть как постоянными, так и изменяющимися, не обязательными.

Первый гшнод можно рассматривать как статистическое условие надежности вещественно-индикационного модуля, второй - как генетическое условие.

Как уже отмечалось, следующей причиной отгазов первого модуля поисковых методов является перенос средних характеристик индикационных параметров объектов, уже обнаруженных в районах, на объекты, которые обнаружить только предстоит , Отказы этого типа имеют особое значение при поискнх в районах действующих горнодобывающих предприятий. Кратко их сущность заключается в том, что средние характеристики обшруженных объектов не соответствуют средним характеристикам их генеральной совокупности существующей в природе, а тем более остаточной совокупности объектов, которую необходимо обнаружить. Это связано с тем, что выборка из известных объектов не является случайной, так как вероятность обнаружения объектов является функцией контрастности их индикационных свойств. Следовательно, для суждения об остаточной совокупности объектов и их индикационных свойствах необходимо иметь, помимо данных о неслучайной выборке , данные о функции усечения генеральной совокупности.

Проведено исследование методом количественного моделирования характер] влияния функции усечения генеральной совокупности на характеристики неслучайной выбоки и остаточной совокупности. При этом было показано, что обычно функция усечения генеральной совокупности, описиваю-цая вероятность обнаружения объектов в зависимости от уровня контрастности их индикационных свойств, имеет вид ¡гривой состоящей из трех фрагментов: левого, центрального и правого (см. рис. ). Для левого фрагмента графика, от нулевой интенсивности индикациошюго параметра до его интенсивности, соответствующей теоретическому порогу обшружения объекта при стечении всех благоприятных условий, вероятность обнаружения минимальна и практически равна нулю. В ряде случаев эта часть графика может отсутстовать, а в ряде - составлять полный график функции. Центральный фрагмент графика - от теоретического порога обюружения

объекта до технического порога (последний характеризует значение индикационного параметра, начиная с которого реально tía практике обнаруживаются пра!ггически все поисковые объекты) - описывает возрастание вероятности обнаружения от 0 до 1.0. Правая часть графика охватывет интервал изменчивости индикационных свойств, для которых вероятность обнаружения практически равна 1.0.

При моделировании с генеральной совокупностью экспоненциального вида получен вывод, что неслучайная выборка практически для всех случаев не полного опоискования территории имеет отчетливое логарифмически-нормальное распределение индикационного параметра. Проиллюстрируем этот вывод на примере. Па рис. N 5 приведен пример оценки генеральной и остаточной совокупностей по опубликовашшм Г.С.Вахромеевым данным по кимберлитовим телам одного из районов Сибири. Здесь показаны графики, характеризующие:

Рис. 5. Пример оценки остаточных прогнозных ресурсов по известной неслучайной выборке и функции усечения генеральной совокупности, а --оценка характера распределения объектов по индикационному параметру; б - оценка запасов горной массы кимберлитовых пород. 1 - генеральная совокупность: 2 - неслучайная выборка; 3 - остаточная совокупность; 4 -функция усечения генеральной совокупности

- 30 -

- распределение известных кимберлитовых тел по площади сечения (неслучайная выборка по индикационному параметру - размеру кимберлитовых тел);

- вероятности подсечения объектов магниторазведкой в зависимости от площади сечения тела на поверхности эрозиошюго среза, т.е. частный вид Функции усечения генеральной совокупности;

- определенный по первым двум графшсам вид распределения генеральной совокупности и вид распределения остаточной совокупности.

В результате пересчета полученных данных на объем горной массы кимберлитов выяснилось, что в указанном районе может бить еще обнаружено до 33% запасов, о которых до этого и не подозревалось. При этом из приведенных данных видно, что основная часть этих запасов локализуется в телах с размером до А усл.ед., в то время как распределите размеров в неслучайной выборке по своим средним параметрам значительно вше. Из приведенных данных также видно близкое к логнормальному распределение объектов по размеру в неслучайной выборке и близкое к экспоненциальному - распределение объектов в генеральной совокупности.

Интересно, что изучение характера распределения для кимберлитов основных индикационных свойств, проведенное по хорошо изученным полян Западной Якутии, показало, что большинство этих характеристик описывается четкими зависимостями экспоненциального вида. Этот вывод может использоваться для предварительной оценки территорий по полноте опоис-кования: при получении графиков распределения индикационных параметров отличных от экспоненциального вида в сторону симметричного распределения моию предполагать возможность обнаружения новых объектов.

На рис.Н В.приведены примеры оценок вида функции усечения генеральной совокупности для магнитометрического и илихо-ыинералогического методов поисков кимберлитов применительно к одному из районов Западной Якутии. В обоих случаях по горизонтальной оси графиков показана изменчивость индикационного параметра, по вертикальной - доля тел, открытых дашым методом (поинтервапьно). Из графиков видно, что до точки Т (рис. 6а) с возрастанием магнитной восприимчивости кимберлитов отмечается и увеличение доли трубок открытых магнитометрическим методом. За точкой Т доля кимберлитов открытых методом не метается. Учитывая, что значительная часть кимберлитовых тел в районе открыта другими методами до и после проведения магниторазведочных работ, можно считать уровень ивди-кациошюго параметра, соответствующего абсциссе точно Т, техническим порогом обнаружения трубок магнитометрическим методом. Этот вывод позволяет наметиь вид функции усечения генеральной совокупности метода

применительно к ландшафтно-геологической обстановке рассматриваемого района. Рис.66 иллюстрирует пример аналогичных оценок дла шлихо-ыинера-логического метода. Интересно, что анализ причин наличия двух точек перегиба (и графике позволил построить два графика функции усечения генеральной совокупности. Оказалось, что первая из них (точка Т1 на рисунке 66) характеризует эффективность метода в лавдшафтно-геологических обстановках с развитыми молодыми эрозионными формами рельефа. Вторая -характерна для ландиафтно-геологических обстановок с древними поверхностями выравнивания. Очевидно, что из простых функций усечения могут быть получены многомерные распределения для 2 ,3 и более поисковых методов.

Рис. 6. Пример оценки функции усечения генеральной совокупности для магнитометрического (а) и шихо-минералогического (б) методов поисков кимберлитов.

1 - график зависимости доли тел, обнаруженных методом, от контастно-сти индикационного параыеира и положение порога технического обнаружения; 2 - предполагаемый вид функции усечения генеральной совокупности.

Приведенные рассуждения и примеры позволяют сделать вывод о необходимости специального исследования случайности выборок и специального анализа для определения индикадапшх характеристик остаточной совокупности объектов.Последаш, после исключения объектов с параметрами меньшими, чем миниыалъно-лромымеюше, можно называть поисковой совокупностью для конкретного района.

Статистические данные по поисковой совокупности позволяют оценить надежностные характеристики первого модуля для конкретных поисковых методов и обосновать необходимость и направления повышения его надежности.

- 32 -

Проведемте исследования отказов второго МИДШПШ-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО модуля поисковых методов, т.е. ситуаций, при которых пропуск поискового объекта , обладающего достаточно высоким значением индикационного параметра, происходит из-за неблагоприятного воздействия на условия поисков компонентов вмещающей ландиафтно-геологической среды, показало, что может быть выделано три основных группы действительных или возможных событии, приводящих к ситуации отказа. Это отказы статистического, физического и динамического экранирования сигнала. Первые из них, т.е. отказы статистического экранирования, объединяют ситуации, при которых необнаружение объекта возможно из-за высокого уровня вариации фонового поля. Это .например, имеет место при поисках кимберлитовых тел магниторазведкой на площадях распространения траппов. Для второй группы, т.е. для отказов физического экранирования, пропуск объектов обуславливается наличием физического экрана между объектом и поверхностью исследований, как. например, горизонты высокопроводящих пород между дневной поверхностью и поверхностью, на которой предполагается аномальный эффект от поискового объекта. И, наконец, третья группа отказов модуля - отказы динамического экранирования - объединяет ситуации, при которых аномалия от объекта уничтожена, либо разобщив с ним в результате протекания процессов формирования и изменения компонентов вещающей ландиафтно-геологической среды. Примеры ситуаций третьей группы вгироко распространены в Западной Якутии, когда трапповые образования непосредственно залегают на кимберлитовмещашщих породах с уничтожением в процессе их внедрения шлихо-минералогических ореолов от трубок в верхнепалеозойских отложениях. Очевидно, что рассмотренные варианты экранирования являются крайними случаями. В реальной же практике работ возможны их различные сочетания.

Исследование надежности опоискования конкретной перспективной территории определенным комплексом поисковых методов на заданную поиско-вда совокупность объектов невозможно осуществить без детальной разра-ботк, на основе классификации отказов второго модуля, по каждому из методов легенды для карты лащшафтно-геологических условий поисков применительно к конкретному масштабу работ. Только составление такой карты, в конечном счете, может позволить получить достонерыые данные об изменчивости количественных характеристик надежности второго модуля по площади исследований. Однако, в существующих инструкциях (за исключением инструкции по геохимическим поискам) требования к составлению подобных карт на каждой стадии поисков отсутствуют, либо не полны. В то же время, как показывает опыт работы, детальное исследование факторов, определявдих экранирование аномалий от поисковых объектах, не только

позволяет проводить оценку полнота опоискования территорий, т.е. по сути дела, констатировать по площади факты отказов для соответствующих методов, но и существенно увеличить эффективность последних. Подбор количественных или качественных моделей отказов позволяет получить (ярту районирования территории по надежности опоискования в отношении плазов второго модуля.

К отказам третьего, ТЕХНИКО-МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО модуля поисковых методов отнесены ситуации, при которых пропуск объектов поисков происходит или может происходить, даже при наличии в реальном исследуемом поле достаточно контрастной аномалии от объекта, из-за несоответствия параметров поисковой сети и точности наблюдений (или представительности опробования) реальным размерам и контрастности соответствующих аномалий. При анализе отказов этой группы прежде всего необходимо остановиться на отказах, обусловленных несоответствием между, с одной стороны, геометрическими параметрами аномалий или объектов, а с другой плотностью и конфигурацией поисковой сети. Возможны две причины такого несоотвествия. Зто несоответствие либо заложено в проекте работ из-за недооцешм минимальных размеров поисковых объектов, представляющих про-мыилешшй интерес, и морфологической сложности строения объеетов, либо это несоответствие обусловлено неучитываемыми отклонениями от проекта, возюошщими в ходе проведения поисков.

Па рис. N. ?. приведены реальные формы сечения кимберлитовых тел по поверхности эрозионного среза. Из рисунка следует, что реальные объекты по своей морфологии обычно существенно отличаются от простых геометрических фигур в виде круга или эллипса, на основании которых обычно осуществляется расчет поисковых сетей. Зто отличие обуславлывает реальную возможность пропуска сложнопостроенных поисковых офъектов. что имеет весьма существенное значение в районах действующих добывающих предприятий. Отмеченное несоответствие нироко распространено в практике геолого-поисковых работ. Его устранение, а соответственно и повыиение надежности модуля может быть осуществлено переходом от планирования сетей через эквивалентные правильные фигуры к планировании через выделение регулярных составляющих формы поисковых объектов, т.е. с использованием в расчетах параметров вписанных геометрических фигур. В монографии описиш соответствующие методики расчета сетей через регулярные составляющие формы поисковых объектов, гарантирующие подсеченис объекта любой формы.

На рис. N. 8. приведены гистограммы, характеризующие отличие фактических межшшинных расстояний от проектных по одному из поисковых

участков. Проведенное исследова-1ше отказав этого вида позволило разработать специальную номограмму (рис.9), по которой требования к точности перенса проекта поисковой сети на местность обосновываются через площадь участка, размеры поискового объекта и вероятность безотказной работы рассматриваемого модуля. Эта же номограмма может использоваться для решения обратной задачи.

Переходя теперь к анализу отказов третьего

Рис. ?. Варианты различной аппроксимации сечения модуля, обусло-кимберлитовых тел в шине эллипсом (А), кругом (Б), влешшх несоот-1 - реальный контур кинберлитового тела; 2 - опи- ветствием между санные правильные фигуры; 3 - правильные фигуры необходимой и эквивалентные площади реальных тел; 4 - вписанные фактической точ-правильные фигуры; (И - коэффициент, равный отноше- ностью или Боснию площади вписанной (¡»туры к фактической площади производимостью сечения трубки). наблюдений, можно

констатировать,

что используемые в практике геолого-поисковых работ методы с рассматриваемых позиций могут быть разделены ш три группы: количественные, полуколичественные и качественные. Для первых из них, т.е. для капичечес-твенных методов, воспроизводимость результатов измерений легко опреде-

т ЕЪ О:

- 35 -

лается из контрольных операций, а соответственно, и весьма просто оцениваются количественные характеристики надехности модуля. Для второй группы методов, результаты которых обычно используются в количественном виде, но без исследования воспроизводимости данных, примером может служить шмхо-минералогический метод. Его реализация на практике включает операции по отбору пробы, ее промывке, делению на фракции и минералогический анализ фракций. Ниодна из этих операций практически не исследуется, по крайней мере, достаточно полно на воспроизводимость результатов. В то же время, имеются, хотя и ограниченные, публикации о весьма значительных вариациях результатов этих операций в зависимости от целого ряда различных Факторов. Из сказанного представляется очевидным, что анализ надехности третьего нежскважинных расстояний между линиями профи- модуля рассматриваемых лей (а) и вдоль профиля (б). методов прежде всего

предполагает разработку и иирокое внедрение в практику системы контрольных процедур для каждой из составляющих метод операций, а уже затем оценку количественных показателей его надежности.

Третья группа поисковых методов, основанная на качественном описании результатов наблюдений, является важнейаей в геолого-шисковых работах. Необходимо отметить, что качественный характер описаний здесь не является недостатком этих методов, а в значительной степени обусловлен невозможностью и нецелесообразностью сведения всего качестввнного многообразия элементов геологического строения территории или обнажения к простым количественным характеристикам. Однако, важнейшим недостатком

Р?7.

ске

-ир -пр

■гттгГТП".

(00 150 200 250 100

400 ¿1 5м

Р«У.

. гр

-«-«—»—«—гр

ска г

^ I I 1 ,I———

100 150 200 250 300 ДОО К О И

Рис. 8. Гистограммы по изменчивости фактических

/

сегодняшнего способа проведения исследований указанными методами является отсутствие каких-либо сведений о воспроизводимости . результатов. Интересно отметить, что практика испань зования некоторых положений инженерной психологии при анализе надежности систем типа "человек - техника" свидетельствует о целесообразности специальных инженерно-психологических исследований даже таких простых операций, как считывание показаний прибора или управление механизмами, с выработкой решений о такой конструкции прибора или механизма, при которой вероятность безотказной работы оператора мак-относительного отклонения ( по горизонтальной симальна.В то же вре-оси) фактического межскважинного расстояния от мя, для геолого-поис-проектного. (Наклонные линии - графики вероят- новых систем, относи-ности безотказной работы. Точками показан при- мых к сложным иссле-мер для Т шах = 2000, PCS) = 0.95, с результа- довательским систе-том 0.007). мам типа "человек -

природа", считывание

геологической информации с керна скважин, стенок или забоев обнажений является задачей, на нал взглзд, не менее ответственной и несоизмеримо более сложной. В нашей отрасли пока не известны случаи подобных исследований с составлением инженерно-психологического паспорта неявновыра-

Рис. 9. Номограмма для определения допустимого

- 37 -

женных руд или поисковых признаков. Предварительный кс анализ геологических исследований с указанных позиций, проведенный нами в ходе выполнения настоящей работы, свидетельствует о возможности широкого распространения отказов, связанных с деятельностью человека, которые кроме очевидных причин, в значительной степени обусловлены причинами, требующими специального психологического и социологического анализа.

Проведеш-ше и проводимые нами исследования проблем качества и надежности геолого-поисковых работ применительно к практик работ на алмазы и другие полезные ископаемые показали, что в значительной мере безотказность поисков определяется потенциальной способностью, подготовленностью, заинтересованностью и свободой в принятии решении каждого исполнителя работ ("документатора", "интерпретатора", "администратора", "учителя" и др.). Существующие методические рекомендации, инструкции, директивные документы обычно ориентированы на исполнителя работ, существетт идеализированного как по возможности адекватного выполнения директивного алгоритма, та!? и по способности принятия решений в трудноформализуемых ситуациях.

При анализе надежности поисковых работ было . выделено три группы причин, обуславливающих отклонения от идеализированного "исследователя" и, соответственно, обуславливающих реальность пропусков поисковых объектов:

А. Неспособность исполнителя работ к устойчивой безотказной работе, обусловленная недостаточным уровнем профессиональной подготовки, опытом работы, несоответствием между психическим типом личности и типом решаемой геологической задачи. Анализ специфики работ, выполняемых в процессе поисков документатором, интерпретатором и, отчасти, администратором (выполняет функции принятия решения и организации его выполнения), свидетельствует о достаточной распространенности ошибок, связанных с переносом стереотипных решений предшествующих задач на задачи, вновь решаемые. Широко распространено далекие "старения" элементов системы, связанных с деятельностью конкретного исполнителя или группы исполнителей. Развито спонтанное колебание внимания из-за продолжительного отсутствия положительной поисковой информации. Весьма часто исполнители работ, обычно неосознанно, в своей практике существенно абсолю-тизиррт контрастность индикационных свойств поисковых объектов или. недооценивают сложность влияния компонентов среды, даже при наличии соответствующих датмх в специальной литературе. Последнее является проявлением специфического стабилизационного механизма личности - психологической защиты. Имеют место многочисленные попытки ренения задач, поставленных некорректно и фаетически нереваемых. Из-за отсутствия

- 38 -

опыта открытий и ограниченности наблюдений у многих исполнителей часто отсутствует чувственно-зрительный образ поисковых объектов или других геологичесга« явлений, определяющих эдооктишшеть прогнозирования (например, внутреннее строении разрывных нарушений, географические обстановки, экстраполированные в прошлое и т.д.).

Б. Внешние и внутренние внегеологические факторы, обуславливайте незаинтересованность исполнителя в безотказной работе (вплоть до заинтересованности в противоположном). В основном, влияние этой группы факторов определяется несовпадением мотивов (совокупностей условий, вызывающих активность субъекта и определяющих ее направленность) деятельности отдельных личностей с общей целью геологопоисковых исследований и частными задачами, решаемымии в рамках отдельных элементов геологопоисковой системы. Хороио известный затратный механизм в организации геологических поисков, отсутствие у значительной части исполнителей (особенно технических профессий) какой-либо заинтересованности в качестве решения задач - порождает поток осознанных и неосознанных отказов на многих этапах исследований, весьма часто приводит к потере исполнителями квалификации, порождает невосприимчивость геолого-производственных организаций к методическим, аппаратурно-техническим и другим разработкам исследовательских коллективов.

В. Внешние внегеологические факторы, обуславливающие невозможность принятия правильного решения или осуществления адекватного поступка при потенциальной способности исполнителя к безотказной работе и заинтересованности в положительных результатах труда. Сюда относятся, прежде всего, часто встречаемые противоречия между материалами, определяющими методику проведения поисковых работ и инструктивными докумета-ми, регламентирующими деятельность геологических организаций; противоречия между содержанием геологической задачи, ее обеспеченностью необходимым фактическим материалом и сроками работ, директивно установленными для ее "окончательного" реиения, при фиксированном уровне ассигнований и ограниченности в различного рода ресурсах. В результате инертности организационных структур, определяющих разделение труда между различными группами исполнителей, имеют место многочисленные примеры использования малоэффективных в геологическом и экономическом отношениях технологических процессов там, где ре разработаны и апробированы передовые технологии.

Отмеченные противоречия в существенной мере оказывают влияние на конкретных исполнителей работ, лишая их возможности свободного принятия решений, основанных только на логике исследовательского процесса в рамках исследовательской системы "человек-природа". В рассматриваемой

монографии приводятся некоторые рекомендации по учету перечисленных выше факторов.

Возвращаясь к общей группировке отказов третьего модуля, связан-них с низкой точностью наблюдений, можно констатитровать наличие соответствующего математического аппарата для анализа надежности количественных методов,-возможность его применена для методов полуколичественных и очевидную целесообразность разработки для методов качественных.

К отказам четвертого, ГЕ0Л0Г0-ШТЕРПРЕТАЦИ01Ш0Г0, модуля поисковых методов отнесены реальные и возможные ситуации пропуска поискового объекта, зафиксированного в исследуемом поле или полях метрически-достоверной аномалией, из-за ошибок в процедурах выделения, классификации, количественной оценки аномалий и собственно прогнозирования по наблюдаемым данным. Аномалии от объекта в таких случаях либо отбраковываются, либо местоположение аномалообразующего объекта определяется ошибочно. Не останавливаясь подробно на анализе структуры отказов этого типа, отметим лишь, что в большинстве случаев последние возникают из-за нарушения требования адекватности между реальной, всегда конкретной геологической и экономической ситуацией [¡а конкретном поисковом участке или площади и, используемой схемой интерпретации и прогнозирования, основанной часто на усредненных и даже абстрактных критериях принятия решения. Так. например, при использовании статистических методов выделения аномадий на фоне помех весьма часто используются критерии, основанные на предположении о равенстве априорных вероятностей. Фактически же для любого поискового участка эти величины не равны, а всегда конкретны и могут использоваться в расчетах, принципиально меняя пороги принятия решений. Также весьма существенной ошибкой, приводящей к отказу модуля, является абсолютизация точности прогнозирования поисковых объектов. Для методов, у которых поисковый объект связан с создаваемой им аномалией. детерминировано, т.е. преимущественно для геофизичесних методов вероятность таких отказов невелика. Но для методов с вероятностно-статистической связью такие ошибки, по-видимому, достаточно распространены.

Широкое внедрение в практику прогнозирования математических мето дов и ЭВМ не всегда приводит к существенному улучшению показателей надежности модуля. Этот факт обусловлен тем, что известные алгоритмы мажинного прогнозирования недостаточно учитывают специфическое качественное разнообразие геологических явлений различного порядка и форм отражения этих явлений в исследуемых полях. Обычно такие алгоритмы акцентированы на внешних, статических сторонах природтк процессов, обусла-

- 40 -

вливающих конкретное местоположение поисковых объектов и особенности воздействия объектов на окружающую среду (поисковые предпосылки и признаки), а также особешюсти влияния последней на экранирования форм отражения прогнозных факторов. Эти алгоритмы малоэффективны из-за их ориентировки не на содержательную часть исследуемых явлений, а на комбинации внешних характеристик или, другими словами, на "комбинации ощущений". Проведение классификации и исследование структуры отказов четвертого модуля позволяет, прежде всего, оценить соответствие алгоритма, используемого при интерпретации и прогнозировании, фактическому уровню знаний о проблеме, конкретном районе или участке. Последнее, в свои очередь, обуславливает возможность количественной оценки надежности всего алгоритма, выделения в нем наименее надежных элементов и разработку приемов их резервирования.

Последним, пятым модулем, определяющим надежность геолого-поисковых работ, является ЗЙВЕРО'ЯШЙ. К его отказам отнесены возможные и действительные ситуации, обуславливающие пропуск поискового объекта из-за его неподчинения при проверке прогнозных рекомендаций. Для поисковых методов, характеризующихся детерминированным типом пространстве!шой связи "аномалия-объект", исследование надежностных характеристик модуля не вызывает существенных затруднений. В данном случае среднее значение единичной вероятности его безотказной работы может быть оценено из соотношения количества аномалий с достоверно установленной геологической природой к общему количеству аномалий, рекомендованных для заверки. При наличии зависимости между интенсивностью аномалий и вероятностью их принадлежности к поисковым объектам, надежностные характеристики могут быть определены в соответствии с этой зависимостью. Для поисковых методов с вероятностно-статистической пространственной связью "аномалия-объект" оценка надежности этого модуля выглядит иначе. В этом случае целесообразно выделение двух способов заверки: попытки непосредственного вскрытия поискового объекта системой горных выработок или буровых скважин и заверки рекомендаций одного метода другим или переходом с одной стадии работ »и другую.

Оценка надежности первого варианта заверочшх работ достаточно проста при известных геометрических характеристиках регулярной составляющей минимально-промышленного поискового объекта. Па рисунке 10 приведена карта районирования одного из кимберлитовых полей Якутии в соответствии с надежностными характеристиками пятого модуля шлихо-минера-логического метода. Здесь, в зависимости от размеров объекта, в соответствии с классификацией ГКЗ выдедены области, характеризующиеся пра-

тически гарантированной безотказной работой модуля, области возможных массовых отказов ы области вероятных единичных отказов. В соответствии с приведенной картой указанный район можно считать практически не опо-искованныы на средние, мелкие и очень мелкие объекты, в то время как промышленность приступила к отработке известных даже весьма мелких тел.

Рис. 10. Карта оценки надежности заверочного модуля влихо-минералоги-ыетода поисков кимберлитов по одному из кимберлитовых полей Якутии. А -Результаты оценки надежности на весьма крупные кимберлитовые тела: 1 - область вероятных массовых отказов; 2 - область вероятных единичных отказов; 3 - область маловероятного отказа; 4 - область безотказной работы;

Б - Результаты оценки надежности га крупные юаберлитовые тела: 5 - область вероятных массовых отказов; б - область вероятных единичных отказов; 7 - область безотказной работы; В - Результаты оценки надежности на средние кимберлитовые тела: 8 - область вероятных массовых отказов; 9 - область вероятных единичных отказов.

(Примечание: обозначения групп 1-4, 5-7, &-9 рассматриваются независимо друг от друга)

- 42 -

Второй вариант заверенных работ иредполглот необходимым помодуль-ныи анализ надежностных характеристик метода, используемого при заверки, или комплекса методов, применяемых на следующей стадии или подста-дии работ. Проведенное исследование основных причин отказов завсрочних работ при использовании стадийной технологии геологоразведочного процесса показало, что главной из них является нарушение соответствия мев-ду; с одной стороны, реальными иерархическими и изоморфными рядада поисковых объектов и, с другой стороны, используемыми в практике требованиями к содержанию отдельных стадий поисков и их масштабами. Отмеченное несоответствие обуславливается нечеткостью и расплывчатостью формулировок задач перед стадиями, отсутствием конкретных предметных формулировок поисковых объектои для гаадой из них. Все это вместе взятое создает реальнке предпосылки к попыткам либо вписания в одну стадию исследований нескольких естественных членов иерархического рьтда, либо к выделению для стадии поискового обьекта, представлящего из себя обособленный из реальной совокупности какой-нибудь из факторов прогноза. Примером последнего может служизь используемая до последнего времени, а местами и ныне, схема стадийности алмазопоископых работ, основанная, по сути дела, на последовательной детализации илихо-минералогичеат ореолов рассеяния кимберлитовых минералов.

Изложенное выше позволяет констатировать, что основной предпосыл кой анализа надежности стадийной технологии геологопоисковых работ является исследование характера соответствия между иерархическим рядом поисковых объектов и содержанием стадии геологоразведочного процесса. Тогда, количественная оценка надежности опоискования возможна из сопоставления фактической изученности конкретного района, его ландшафтно-геологических условии с особенностями отражения поисковых объектов в исследуемых полях. Каждый из факторов прогнозирования, как ре отмечалось выше, в этом случае вшетупает при оценке как частный самостоятельный поисковый объект с оценкой для него всех соответствующих структурных модулей.

Глава 3. РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕОЛОГО-ПОИСИШШХ ШЛЕМ С ЦЕЛЬЮ ПОПУЩЕНИЯ ИХ ШДИИОСТИ

Проведенное выдедение отказов для поисковых методов и прогнозно-поисковых комплексов предполагает разработку таких мероприятий, технологических схем и отдельных приемов, которые либо позволят полностью исключить возможность соответствующих отказов, либо, по крайней мере, в значительной степени минимизировать вероятность их проявления. Система таких мероприятий, очевидно, может существенно увеличить надежность

и геологическую эффективность поисков. В практике гсолого-поисковых работ широко распространены приемы комплексирования различных поисковых и вспомогательных методов. При этом использование нескольких метдов или нескольких модификаций одного метода обычно предпринимается для решения как задачи повышения вероятности правильной идентификации аномалий от поисковых объектов, так и для решения задачи о повышении вероятности отображения объекта поисков в системе наблюдений хотя бы одним методом. С другой стороны, из практики проведения поисков широт известны такие, например, частные приемы повышения надежности, как: детализация электроразведочных аномалий, выявленншх в результате электропрофилирования, модами электрозондирования: локализация аномалий, выявленных при помощи аэромагнитной съемки, наземной магниторазведкой; проведите дополнительного бурения или опробования в точках, в которых по материалам рядовых работ получены аномальные характеристики; использощмие специальных систем заземления электродов при проведении электрораэведочных работ в неблагоприятных для измерения уровнях; бурение параметрическик скважин для проведения интерпретации геофизических дашшх; разработка мероприятий по повышении выхода керна, предупреждения и ликвидации аварий в скважинах, и т.д. и т.п.

С позиций теории надежности систем все методические приемы, мероприятия и технологические схемы выполнения работ, включая и комплекси-рование методов, направленные в конечном счете на повышение надежности систем и их элементов можно объединить в одну группу опера!!ий - РЕЗЕРВИРОВАНИЕ МАЛОНАДЕЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. В основу классификации приемов и способов резервирования для повышения надежности геолого-поисковых систем представляется целесообразным положить классификацию отказов рассмотренную выше. При этом будем называть резервированием внутренним, если оно осуществляется в рамках основного поискового метода, внешним, если резервирование предполагает замену одного метода на другой. При этом внешнее резервирование может быть общим, если один метод полностью заменяется другим, или раздельным, если вспомогательный метод используется для повышения надежности только одного из модулей основного метода. В зависимости от времени установления отказа основного метода резервирование также подразделяется на постоянное и замененном. Первое из них используется в ситуациях, когда отказ основного метода вероятен, но точно не определен, второе - в ситуациях, при которых отказ установлен либо в ходе работ, либо после их скончания. Для каждого из перечисленных приемов существуют способы количественной оценки соответствующих надежностных параметров. Так же для каждого из пяти модулей существуют свои специфичеаоде приемы резервирования.

- чъ -

Шлода'Д резервирования ВЕЩЕСШЕИШ-ИЩИШРШЮГО модуля определяется, глав!шм образом, статистическими и вещественно-генетическими связями между индикационными свойствами поисковых объектов. На рис. Н 11а иллюстрируется при помощи диаграммы Веша резервирование поиско-

Рис. 11. Геометрическая иллюстрация при помощи диаграмм Веша резервирования вещественно-индикационного модуля по способу объединения (а) и способу дополнения (б).

вого комплекса в первом модуле по способу объединения. Здесь условно вся совокупность поисковых объектов показана в виде совокупности точек составляющих плонвдь квадрата. При этом часть объектов обладает одним индикацшмшм свойством, часть вторим, часть третьим и т.д. (показаны римскими цифрами). Ьажно, что для ситуации изображенной на рисунке проявление одних индикационных свойств не связаны с проявлешем других какой-либо значимой корреляционной связью. Тогда, очевидно, при выделении аномалий по каждому из методов, основанному на соответствующих индикационных свойствах, вероятность отражения объекта в по совокупности признаков существенно возрастает, т.е. в данном случае выделение аномалий по каждому из методов осуществляется независимо от результатов работ остальными методами. Очевидно, что при положительной корреляционной связи контрастности проявления индикационных свойств увеличения вероятности безотказной работы первого модуля поискового комплекса может не происходить.

На рис.К 11, также при помощи диаграммы Веши иллюстрируется резервирование по способу дополнения. Этот способ основывается на индикационных свойствах поисковых объектов, контрастность проявления которых связана обратной корреляционной связью. В этом случае вероятность от-

- 46 -

ражения объекта хотя би одош методой в комплексе из двух методов в наиболее простом случае равна сумме двух единичных вероятностей. В качестве примера внеинего резервирования по способу дополнения можно привести дашше по содержанию в кимберлитах серы и магнитной восприимчивости этих пород. Обратная корреляциоювд связь между этими параметрами свидетельствует, по-видимому, о влиянии режима сера-яислород на минеральную форму железа в некоторых разновидностях кимберлитов и позволяет предполагать эффективность метода вызванной поляризации при поисках слабомагнитных железистых диатрем. Это предположение нашо подтверждение и на практике. Приводятся также другие примеры резервирования методов по способам объединения и дополнения, рассматривается методика количественной оценки результатов резервирования, принципы построения высоконадежных поисковых комплексов с малой вероятность!) отказа в первом модуле.

Резервирование отказов /ВДШЖНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО модуля может быть проведено использованием нескольких поисковых методов или их модификаций, основанных на индикационных параметрах, связанных в объекте положительной корреляционной связью, в отличие от компонентов весящей среды. Па рис. N 12 при помощи диаграмм Веши иллюстрируется логический смысл этого приема резервирования, названного резервированием по способу пересечения. Здесь вся совокупность точек, составляющих поисковый

а б

резервирования ландшафтно-геологического модуля по способу пересечения.

а - индикационные характеристики объектов поисков обладают положительной корреляцией, б - характеристики без значимой корреляции.

- 46 -

участок, показана в виде площади квадрата. Та часть точек, которая соответствует поисковым объектам, шжазаыа в виде центрального круга. Другими кругами показаны совокупности точек на площади, обладающих аномальными значениями различных индикадионных свойств. Очевидно, что при наличии корреляциошшх связей в объекте и их отсутствии во вмещающей среде удается обнаружить большую часть поисковых объектов (рис. 12а). При не выполнении этого условия (рис. 126) возможна ситуация, что по совокупности аномалий объекты вообще не будут обнаружены. Примером такого тиш резервирования является использование мультипликативных и аддитивных показателей в практике геохимических поисков. Для рассмотренного способа резервирования также рекомендуется принцип построения высоконадежной поисковой технологии.

Резервирование второго модуля поискового метода может быть также внешним с применением соответствующего виду возможного отказа вспомогательного метода. Так. например, применение метода объемного моделирования магнитного поля на площадях распространения пород трапповой формации позволило разработать методику геологической редукции сложнодиф-ференцировашого магнитных полей с выделением остаточных аномалий. При этом интенсивность выделяемых при этом перспективных на трубки аномалий оказалась существенно ниже, чем вариации фонового поля на площадях распространения траппов.

Резервироваше отказов ТЕХШО-МЕТРОЛОГШКСКОГО модуля по отношению к количественным и полуколичествешшм методам не требует спиральных пояснений. В монографии описаны методики и алгоритмы построения поисковых сетей, гарантирующих подсечение объектов простых и сложных конфигураций. Описаны приемы повышения надежности работ для полуколичественных методов.

Применительно к качественным методам документации повнпение надежности поисков может быть достигнуто путем специального геолого-психологического исследования конкретной поисковой технологии. В результате, в системе работ могут быть вычленены.основные элементы, функционирование которых в значительной степени определяется личностными качествами исполнителя. Для каждого такого элемента может быть составлен геолого-психалогический паспорт, содержащий в себе, с одной стороны требования к исполнителю (по уровню и специализации образования, по необходимому уровни специальной практики, психическим особенностям личности), а с другой стороны, необходимую форму организации "рабочего места" по внешним условиям (освещенность, температура воздуха), по обеспеченности аппаратурными, лабораторно-аналитическим, компьютерными и другими средствами, по оптимальным режимам выполнения работы, недопуска-

вщим перегрузку или другой дискомфорт исполнителя. Тагае эффективными для повышения надежности поисков могут оказаться специальные приемы подбора исполнителей (профессиональное и психологическое тестирование), подготовки (создание и развитие у исполнителей адекватных чувственно-зрителышх образов поисковых объектов, компонентов ландшафтно-геологи-ческой среди и др.) и поддержания у них постоянной высокой безотказной работоспособности. Для решения последней группы задач представляется весьма эффективным разработка специализированных иммитационных геологопоисковых игр, адаптировашшх к условиям поисков на конкретной территории.

При разработке приемов резервирования ГЕОЛОГО-ИНТЕРПРЕТЛЦИОПНОГО модуля целесообразно учитывать степень сложности решаемых интерпретационных задач. По своей исследовательской сложности геологические задачи, возникающие при проведении поисковых работ, можно условно разделить на три группы: простые, сложные и весьма сложные. Будем относить любые задачи к груше ПРОСТЫХ» если для них существуют четкие однозначные алгоритмы решения, которые описаны в соответствующих инструкциях или руководствах, доступных для восприятия специалистами среднего уров1И профессиональной подготовки и с минимальным практическим опытом.

Будем называть геологические задачи СЛОШММИ, если для их решения разработаны только общие принципы, а конкретный исследовательский алгоритм обычно разрабатывается исследователем на основе этих принципов для каждой задачи индивидуально. При этом отмеченные принципы обычно описаны в соответствующих монографиях, статьях, научно-исследовательских отчетах, методических рекомендациях. Для адекватного решения сложных геологических задач, восприятия и использования методической литературы необходим высокий уровень профессиональной подготовки и значительный практический опыт.

К категории геологических задач ВЕСЬНЛ СЛОИШХ можно относить задачи близкие к сложным, но отличающиеся от них явным недостатком фактических данных и знаний для адекватного реше?мя. В этом слуие решение таких задач доступно только особоодаренным специалистам с богатейшим теоретическим и практическим опытом.

Приведенные в работе количественные характеристики применимы преи-муществешо для анализа качества и надежности исследователя при реяении простых задач и в меньшей степени задач сложных. Рассматривая варианты повышения надежности решения интерпретационных и прогнозных задач, отметим, что вероятность безотказной работы здесь достигается благодаря использованию следующих основных методических приемов.

Прежде всего, система свертки разнообразной геолого-геофизической

и минералого-геохимической информации должна основываться на учете качественного разнообразия геологических явлений и форм их отображения в исследуемых полях, учитывать иерархию природных геологических систем и строиться на основе логического правила о соподчинении понятий, с включением в анализ ретроспективного и динамического аспектов. В резрьта-те. вся используемая при построении прогноза исходная информация должна быть сведена к трем основным грушам факторов с их картографическим отображением по площади: поисковым предпосылкам, поисковым признакам, ландшафтно-геодогическим условиям проведения работ. При этом разработка легенды для карты условий поисков должна предполагать возможность оценки надеаности выделения каждого из факторов поискового прогнозирования. Вторым условием повышения надежности рассматриваемого модуля является разработка альтернативных вариантов прогноза. Здесь подразумевается, что в тех звеньях алгоритма интерпретации и прогнозирования, в которых однозначное решение недостаточно надежно, целесообразно использование нескольких его вариантов, составляющих в целом практически полную группу возможных событии. Важно отметить, что необходимость альтернативного прогнозирования вытекает не только из ограниченности конкретных знании по проблеме, но и из возможного многообразия статических форм отображения единого динамического процесса рудообразования. И, наконец, третьим условием повышения надежности интерпретации и прогноза является использование принципа непрерывности в этих операциях. Кроме естественной и очевидной одной стороны этого принципа, заключающейся в непрерывной коррекции результатов интерпретации и прогноза в соответствии с новыми поступающими данными, здесь имеется и вторая сторога. Ее сущность - в разработке и реализации на основе классификации отказов четвертого модуля конкретной целенаправленной системы научно-исследовательских, опытно-методических и опытпо-производственних работ, ориентированных на повышение надежностных ха1штеристик всех элементов этих операций. Таким образом, анализ надежности геолого-интерпретационного модуля поисковых методов и прогнозно-поисковых комплексов, проводимый на основе классификации и исследования его возможных и действительных отказов, позволяет разделить элементы, составляющие алгоритмы названных процедур на достаточно надежные и не надежные. На основе первых, т.е. надежных элементов, и с резервированием вторых, очевидно, может быть построена система непрерывного и альтернативного прогнозирования, наиболее адекватная реальным условиям состояния изученности проблемы и конкретной территории проведения поисков. Работы исследовательской и методической направленности, выступающие в такой системе как обязательные составлявдие, гарантируют устойчивость системы по отношению к ее

-•49 -

цели и изменчивость в соответствии с изменчивостью внешних условии.

Резервирование отказов МЕРОЧНОГО модула для поисковых методов с детерминированной связью "аномалия - объект" не требует дополнительных обсуждений для заверки аномалий горно-буровыми работами. В этом случае система заверки должна основываться на разработке геометрической схемы расположения ашааин или выработок, гарантирующей подсечете аномалооб-разушщего объекта, разаработке требовании по глубине бурения и системам исследования в скважинах, вклмчащих и геофизические методы, гарантирующих вскрытие объекта и его однознач)ЩЮ идентификацию. Для наиболее сложных случаев система заверенных работ должна обеспечивать необходимые данные для решения прямых задач и сравнения вычисленных аномальных эффектов от вафытых аномолообразугащих объектов с характеристиками аномалии, полученными при проведении полевых работ методом.

Для аномалий с пространственной вероятностной связью с объектом при небольшк размерах выделяемых перспективных участков целесообразен также переход к методу прямого подсечения с расчетом сетей по приведенным в работе алгоритмам на минимально-промышленные поисковые объекты. В случае значительных размеров выделяемых перспективних территорий и использовании в качестве заверочных других поисковых методов или их комплексов необходима специальная оценка надежности послед!»«.

Глава 4. ВОПРОСЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ¡ИДЕЙНОСТИ ГЕОЖО-ПОИСКОВИХ систем И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ Познавательный, в значительной степени исследовательский характер геологоразведочного процесса при существенной неопределенности в знаниях о строении земных недр принципиально отличает геолого-поисковые системы от систем технических, И главное отличие между ними заключается в невозможности для многих реальных ситуаций получения абсолютно достоверных количественных характеристик каждого элемента, слагающего геолого-поисковую систему. Тем не менее, планирование геологических поисков предполагает необходимым определение методики работ, параметров поисковых сетей, представительности опробования и т.д., основанных на конкретных количественных расчетах . Все это в целом, а именно: не возможность абсолютных решенйй, с одной стороны, и необходимость ревений, приближен}пк к абсолютным, с другой стороны, позволяет использовать для количественной оценки надежности геолого-поисковых систем итерационные методы решения задачи, т.е. методы приближенного ревения, основанные на последовательном приближении к конечному результату путем многократного применения вычислительной процедуры. При этом исходными данными для каждой последующей процедуры должны являться результаты предыдущих про-

- оС -

цидцр, - с1 и Пишем случае - гшрооицим предыдущего решения на праитиио. Следствием атоги процесса, очевидно, ишпся цеиощш послодователь-ность решений, которая при выполнении определенных условий сходится к решению задачи, т.е. имеется возможность получения приближения, сколь угодно мало отличающегося от истинного решения.

В свете изложенного целесообразно выделить три основных этапа оценки надежности для каждой площади или региона. Условно их можно назвать подготовительным, текущим и завершающим. Основной задачей подготовительного этапа проведения исследований является адаптация теории надежности геологических поисков к практике работ в конкретном регионе и на конкретное полезное ископаемое. Этот этап включает в себя, прежде всего, системный анализ имеющихся данных по району с указанных позиций, проведение специальных исследований по получению дополнительных характеристик элементов, слагающих конкретную геолого-поисковуш систему. В результате работ этого этапа может быть составлена технологическая схема оценки надежности производственных геолого-поисковых работ и сформулированы задачи перед тематическими, опытно-методическими и научно-исследовательскими работами, решение которых направлено на повышение устойчивости протнозио-поисковых комплексов. Оценка надежности поисков, осуществляемая на текущем этапе, предполагает соответствущщие количественные расчеты при проектировании производственных исследований, при составлении отчета. Завершавший этап оценок целесообразно осуществлять при завершешш поисков по конкретному региону, району или участку.

Важно отметить, что завершающий этап может рассматриваться как таковой лишь относительно некоторой исходной концептуальной схемы, определенной модели постановки и решения проблем, т.е. по отношении к оп-ределеююй парадигме, объединяющей геологические и экономические знания на конкретное время. Внутри отмеченных этапов, в зависимости от полноты используемых данных, целесообразно выделение припадочного, ориентировочного и окончательного видов оценки надежности. Первый из них может использоваться, например, при формулировании геологического задания, второй - при составлении проекта или программы на производство работ и последний - при написании отчета .

Рассмотрим схему оценки парамеметров качества и надежности простого (нерезервированного) поискового метода. На рис. N 13 при помощи логической диаграммы Эйлера иллюстрируется схема такой оценки применительно к параметрам качества. Пусть на некоторой площади, где проводятся поисковые работы, имеется достаточно большое келичество поисковых объектов. На рис. 13 все они условно образуют совокупность точек в пределах пунктирной окружности, т. е. каждая точка этого круга - поиско-

- о! -

вый объект. Пусть часть этих объектов обладает повышенным индикационным параметром, интенсивность которого достаточна для обнаружения объектов соответствующим поисковым методом в наиболее благоприятных для поисков ландшафтно-геологических и прочих условиях. Другая же часть объектов пусть такой интенсивностью параметра не обладает. В этом случае средняя единичная вероятность безотказной работы первого (вещественно-индикационного) модуля, т. е. вероятность событий, что любой случайный поисковый объект будет обладать в названных условиях повышенным уровнем индикационного параметра (вероятность р ) равна отношению площади круга

а

Рис. 13 Принципиальная схема помодульной оценки характеристик качества и надежности.

с меньшим радиусом к площади круга с большим радиусом. Схематично на рис, N И показан пример сценки характеристики качества первого модуля для магнитометрического метода поисков кимберлитов в одном из районов Якутии. Здесь в верхней части рисунка приведен график эмпирической функции распределения магнитной восприимчивости киберлитов для этого района. В нижней части показа)и номограмма, позволявдаз определить интенсивность локальной магнитной аномалии в эпицентре при соответствующей

I Pi (v.)

намагниченности трубки и при ее соответствую^ размерах. Для рассматриваемого примера площадь минимально-промышленного объекта составляет 2,5 га или диаметр 180 м. Такой объект создает аномалию интенсивностью 10 нТ при намагничении равном абсциссе точки 02. Следовательно,

точка Й2 разделяет всш совокупность объектов на две части: практически немагнитные и достаточно магнитные для обнаружения методом. Как видно из рисунка доля первых составляет 0,04, вторых 0,90. Последнее значение и характеризует среднюю единичнув вероятность безотказной работы метода в условиях конкретной территории.

Возвращясь к диаграмме Эйлера ра рассмотрим модель определения вероятности р .

b

Пусть теперь из объектов, обладающих повышенным

уровнем индикационного параметра (круг с радиусом"ра"), одна часть в реальной ландшафтно-геологической ситуации может создавать достаточные по контрастности аномалии, обнаружение которых возможно при благоприятном сорасположении аномалии и точек наблвдения (круг с радиусом "рв), а аномалии от другой части объектов экранируются компонентами вмещающей ландиафтно-геологической среда (кольцо между указанными радиусами). В этом случае вероятность безотказной работы второго модуля поискового

77//

ДМ

S (га)

Рис. 14. Номограмма для оценки вероятности р

а

Й4-550нТЛ

ЮОО «Та мТл

- 53 -

иетода (ландшафтно-геологического), т.е. вероятность события, что любой из объектов, обладающий повышенным индикационным параметром, отразится достаточно контрастной аномалией, равна отношению площадей меньшего круга к большему из рассматриваемой пары. Из приведенного рассуждения видно, что вероятность для второго модуля является условной вероятностью и вычисляется, если имеет место первое событие, т.е. для части объектов поисков, обладающих швшешш уровнем индикационного параметра. На рис. N 15. приведена номограмма для оценки вероятности безотказной работы второго модуля магнитометрического метода поисков кимберлитов в отношении отказав, связанных со ста-титстическим "экранированием" сигнала от трубок. Здесь в верхней части номограммы в логарифмическом масштабе приведены давние о распределении фоновых вариаций поля в четырех различных ландшафтно-геоло-гических обстанов-ках. Ниже показано графическое увеличение среднеквад-ратического отклонения для всех об-становок в три раза. В нижней части номограммы показан график эмпирической функции распределения интенсивностей локальных аномалий над трубками. Последний график показан точками (вся совокупность трубок) и линией (из совокуп-

<4 6? ¿1 <¡4

Р> 10 092 050 0

Р>1 063 058 019 0

Рис. 15. Пример оценки единичной вероятности безотказной работы второго модуля для аэромагнитометрического метода поисков кимберлитов в различных ландшафтно-геологических обстановках при статистическом "экранировании" аномалий от поискового объекта.

- 54 -

нисти исключены немагнитные объекты). В правой части нижнего графита дана шкала для определения вероятности р . Ход решения показан стрелками, результаты - в таблице. b

Аналогичным образом, как условные вероятности вычисляются средние единичные вероятности для остальных трех модулей. При этом в наиболее простом случае значение этого параметра для второго модуля равно вероятности подсечения объекта или аномалии от него системой наблюдений. Для четвертого модуля значение вероятности равно отношению количества аномалий переданных под заверку к их общему количеству, формально удовлетворяющих условия аномальности для досматриваемого метода. Для пятого модуля средняя единичная вероятность безотказной работы определяется из соотношения количества аномалий, заверка которых выполнена удовлетворительно, к их общему количеству, рекомендованому для проведения заверочных работ.

В результате полученных помодульных характеристик качества может быть определена обобщенная характеристика качества поискового метода, реализованного или проектируемого для конкретной площади:

р =р*р*р*р*р (4)

a-e a b с d е

Переход от единичных вероятностных оценок качества к количественным характеристикам надежности, зависящим от объема реализаций, т.е. от Т шах, для каждого из пяти модулей различен. Для первого модуля макси-малыше количество отказов оценивается через объем поисковой совокупности, для второго - через ее часть, обладающую повышенными значениями индикационного парашетра. Для третьего модуля эта величина определяется из соотношения площади поискового участка и размера объекта поисков, для четвертого - через общее количество аномалий, выделяемых на площади, а для пятого - через их часть, рекомендованную для заверки. В результате, вероятность безотказной работы метода или комплекса методов, зависящая от объема наработки, определяется через произведение соответствующих помодульных вероятностей. Здесь также и в других случаях для получения гарантированных результатов целесообразно использовать значения вероятностей с учетом их доверительных интервалов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По всему тексту настоящей работы, но возможности максимально строго, мы попытались провести "красной нитью" всего одно положение: в результате осуществления комплекса геологопоисковых работ в пределах пер-

спектишюго участка или площади должны быть обнаружены практически все месторождения полезных ископаемых представляющие реальную ценность для народного хозяйства в условиях данного геолого-промышленного района.Само это положение вполне очевидно, лежит в основе проектирования любого комплекса геолого-поисковых работ и не требует каких-либо доказательств . Однако, в процессе исследования факторов, определяющих полноту его осуществления в конкретных условиях, и в результате попытки адаптада некоторых положений теории надежности систем к практике гео-логическик поисков оказалось, что в целом ряде случаев, если не в большинстве из них. отмеченное положение не выполняется, по крайне мере, достаточно строго.

Рассмотренная концепция исследования эффективности геолого-поисковых работ с позиций теории надежности систем не претедует на полноту, законченность, внутреннюю непротиворечивость. На паи взгляд, выше описаны лишь некоторые основы нового подхода, которые нуждаются в доработке и прежде всего в доработке со стороны количественных методов исследования качества и надежности. Тем не менее, предлагаемый подход ре позволил получить иного интересных и важных выводов для геологической практики, получить первые положительные геологические результаты.

Основые положения работы изложены в монографии:

В.Л. Цыганов "Надежность геологопоисковых систем." И."Недра"1934, 300 с, рис 63, библ.43.

Заказ № 8 Подписано к печати 30.09.94 Объем 3,97 уч.-изд. л. I 2,3 печ. л. ) Тираж 100

ТОО МЦАИ