Районирование неоднородного поля месторождения на основе теории случайных множеств для планирования горных работ

Лакатош, Дмитрий Валентинович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Районирование неоднородного поля месторождения на основе теории случайных множеств для планирования горных работ
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Районирование неоднородного поля месторождения на основе теории случайных множеств для планирования горных работ"

На правах рукописи

УДК 622.834.1.

ЛАКАТОШ ДМИТРИЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ ^/аЛ^

РАЙОНИРОВАНИЕ НЕОДНОРОДНОГО ПОЛЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ СЛУЧАЙНЫХ МНОЖЕСТВ ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ

Специальность 25.00.16. - «Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0034БЭ677

Москва - 2008

003459677

Работа выполнена в Московском государственном горном университете

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Абрамян Георгий Оникович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ермолов Валерий Александрович кандидат технических наук Серый Сергей Степанович

Ведущее предприятие - Российский государственный геологоразведочный университет им. С. Орджоникидзе (г. Москва)

Защита диссертации состоится « 12 » февраля 2009 г. в « 45 » час. на заседании диссертационного совета Д-212.128.04 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект,6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета

Автореферат разослан «12 » января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Бубис Ю.В.

Введение

Актуальность работы. В условиях конкурентной рыночной экономики

укрепление, расширение и дальнейшее опережающее развитие сырьевой базы действующих горных предприятий медно-колчеданных месторождений невозможно без повышения комплексности и полноты использования минерального сырья, совершенствования технологии добычи и переработки концентратов, увеличения производительности труда, которые должны опираться на новые эффективные инновационные идеи и технологии.

На действующих горных предприятиях представительность и достоверность эксплуатационной геометризации, которая служит основой планирования горных работ, зависят не только от количества исходной информации, но и пространственной изменчивости значимых горно-геологических параметров. Это особенно важно, когда поле месторождения слагается из различных типов руд, имеющих различные статистические и геостатистические характеристики, а управление качеством и запасами сырья осуществляется режиме усреднения РУД-

В настоящее время характеристики различных типов руд сглаживаются или недостаточно точно оконтуриваются в поле месторождения, что является причиной искажения природного размещения значимых горно-геологических параметров в пространстве недр. Это приводит к потерям и разубоживанию руд, невыполнению плановых показателей по качеству и количеству полезного ископаемого горного предприятия, а также дополнительным затратам на переработку руд. Поэтому разработка методики районирования неоднородного поля месторождения, обеспечивающая надежное и эффективное оконтуривание различных типов руд для планирования горных работ в режиме усреднения руд, является актуальной научной задачей.

Цель работы заключается в обосновании методов районирования неоднородного поля рудного месторождения на основе теории случайных множеств для обеспечения надежности и эффективности планирования горных работ.

Идея работы - установление закономерностей пространственной измен-

чивости значимых горно-геологических параметров, обеспечивающих районирование неоднородного поля месторождения по типам руд.

Основные научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:

1. Районирование неоднородного поля рудного месторождения необходимо производить на основе установления закономерностей пространственного размещения однородных подмножеств (участков) с применением теории случайных множеств.

2. Предложенный критерий определения требуемой точности районирования неоднородного поля месторождения при планировании горных работ позволяет определить рациональный технологический контур за счет соизмерения горного риска и затрат на разведку с учетом статистических параметров дискретных полей.

3. Методика районирования неоднородного поля месторождения должна учитывать функции переходных вероятностей по заданным горногеологическим параметрам пространственного размещения однородных подмножеств (участков) с применением разработанного алгоритма.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации подтверждаются:

• представительным объемом статистической информации по Уруп-скому медно-колчеданному месторождению;

• обобщением опыта по районированию и оконтуриванию прерывистых месторождений цветных металлов;

• результатами теоретических исследований;

• удовлетворительной сходимостью результатов теоретических разработок и экспериментальных данных в процессе математического моделирования и исследования фактических материалов (теснота линейной корреляции 0,86-0,88 при уровпе падежности 0,95);

• положительными результатами предложенных методических рекомендаций по районированию поля месторождений по типам руд при планировании горных работ в производственных условиях.

Научное значение работы состоит в развитии общей теории эксплуатационной геометризации на основе применения методов теории случайных множеств при районировании неоднородного поля месторождения по типам руд, имеющих различные статистические и геостатистические характеристики.

Практическое значение работы состоит в разработке методики районирования неоднородного поля месторождения по типам руд, позволяющей определить рациональный технологический контур между подмножествами поля месторождения для обеспечения надежности и эффективности планирования горных работ.

Реалпзацня работы. Методика и программное обеспечение по районированию месторождений для планирования горных работ приняты ЗАО «Гео-стар+» к использованию на горных предприятиях цветной металлургии.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на симпозиумах «Неделя горняка» (МТУ- 2005,2008гг.), семинарах кафедры МДиГ МГГУ (2006-2008гг),

Публикации. Основные положения выполненных исследований опубликованы в трех работах, изданных в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 54 рисунка, 10 таблиц, список литературы из 97 наименований.

Диссертант выражает искреннюю признательность научному руководителю к.т.н., доц. Абрамяну Г.О. за помощь при проведении исследований, благодарит д.т.н., проф. Попова В.Н. за ценные советы и консультации, а также коллектив кафедры «Маркшейдерское дело и геодезия» за поддержку при выполнении настоящей работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Эксплуатационная геометризация месторождения полезных ископаемых является основой надежного и эффективного планирования горных работ. Ей уделено значительное количество работ, как в отечественной, так и в зарубежной литературе. Большой вклад в разработку этого вопроса внесли ученые-геометры: П.К.Соболевский, В.А. Букринский, Д.И.Боровский, Г.И. Виле-сов, В.МГудков, В.А. Ермолов, В.В.Ершов, В.М.Калинченко, В.Ф.Мягков, А.Н. Осецкий, В.Н.Попов, В.В. Руденко, П.А.Рыжов, Е.П.Тимофеенко, И.Н.Ушаков, И.В. Францкий, Ё.Ф.Фролов, Д.И.Четвериков, а также Э. Караье, Ж. Матерон, Р. Милер, Дж. Кан, У. Крамбейн и Ф. Грейбиилл, Дж. Харбух и Г. Бонэм-Жартер и др.

Тем не менее, число публикаций, касающихся геометризации при дискретном характере размещения поля месторождения, где необходимо производить оконтуриваяие или районирование, в настоящее время не уменьшается, что говорит об актуальности и недостаточной изученности этого вопроса.

Термины «районирование» и «оконтуривание» в некотором смысле являются синонимами, т.к. при дискретном размещении полезного ископаемого в поле месторождения возникает не только задача оконтуривапия поля месторождения в целом, но и районирования самого поля (внутри него) на различные участки, отличающиеся друг от друга некоторыми важными с точки зрения горного производства свойствами.

Объектом исследования служило Урупское медно-колчеданное месторождение. Урупское рудное поле расположено в пределах Лабино-Малкинской тектонической зоны, выделяемой в северо-западной части Передового хребта Северного Кавказа. По О. Каросанидзе, В. Поветкину, Н. Скрипченко, Л. Яковлеву и другим, оно сложено тремя разновозрастными комплексами пород, соответствующими трем структурным ярусам — среднепалео-зойскому, пермскому и юрскому. Главная рудная залежь Урупского месторождения приурочена к основанию горизонта туфов среднего состава. Непосредственно в кровле залежи, в ее центральной части, залегают сургучно-

красные и зеленые яшмовидные кремнистые сланцы мощностью от десятков сантиметров до 25 м. Они являются типичной осадочной породой, содержащей остатки радиолярий, представляют собой хороший маркирующий горизонт. На флангах залежи кремнистые сланцы замещаются топкообломочны-ми гематитсодержащими туфами. Выше залегает толща туфов среднего состава, отличающихся большой неоднородностью: маломощные прослои грубооб-ломочных туфов постепенно сменяются тонкообломочными разностями и туффитами, содержащими прослои кремнистых и филлитовидных сланцев. Общая мощность горизонта туфов среднего состава в центральной части месторождения составляет 360 - 380 м, на восточном фланге — 450 - 500 м. Лежачий бок залежи слагают кварцевые альбитофиры. Мощность их по простиранию и падению изменчива — в центральной части месторождения достигает 150 м, а на восточном и западном флангах уменьшается до 30 - 40 м.

На месторождении известны многочисленные послерудные дайковые тела преимущественно диабазового и лампрофирового состава.

Структурные условия залегания главной рудной залежи определяются положением месторождения на южном крыле Урупской антиклинали. Залежь имеет запад-северо-западное простирание и южное падение под углами в среднем 0—40°. С глубиной она выполаживается и по продольным разрывным нарушениям ступенчато смещается вниз. По простиранию залежь также смещается по многочисленным поперечным и диагональным разрывным нарушениям различной амплитуды. Главная рудная залежь в целом имеет пластовую форму и четкий контакт с вмещающими породами висячего бока. В плане она грубоизометрична с неравномерными извилистыми контурами, а в поперечном сечении представляет собой пласт или группу сближенных пластов, разделенных маломощными прослоями кремнистых сланцев и туфов. В верхней части залежи отмечается переслаивание тонких (2—10 см) прослоев сплошных колчеданных руд, содержащих сульфиды и гематит, туффитов и кремнистых сланцев. В пределах рудной залежи часто наблюдаются флексу-

рообразные изгибы, обычно совпадающие с изменением залегания вмещаю-

щих пород. В подобных изгибах мощность рудного тела заметно увеличивается. Местами на протяжении 20 —50 м отмечаются полные пережимы залежи. Состав руд Урупского месторождения обычен для медно-колчеданных месторождений. Основные полезные компоненты руд ■— медь, цинк и сера. Отношение Си : Тл1 близко к 2 : 1. В качестве примесей в рудах отмечаются золото, серебро, кадмий, селен и теллур, изредка кобальт, молибден, германий и галлий. Главные рудные минералы — пирит, халькопирит, борнит и сфалерит; второстепенные и редкие — галенит, магнетит, гематит, теннантит, бетех-тинит, самородное золото, аргентит, гессит, молибденит; в единичных случаях отмечаются реньерит и люцонит; главные нерудные минералы — кварц, кальцит, хлорит и серицит.

Промышленный интерес - медно-колчеданные руды, кремнисто-колчеданные руды («кварцитовидные» породы) и вкрапленные руды в кварцевых альбитофирах.

На первом этапе исследований (глава два диссертации) дана оценка пространственно-морфологических, качественных и геолого-структурных условий и параметров рудных тел Урупского месторождения на основе статистических и геостатистических методов обработки геологоразведочной информации.

Статистический анализ поля месторождения выявил следующие проблемы:

- генеральные совокупности основных геолого-промышленных параметров представляют собой сложные неоднородные «смеси» различных законов распределений, отражающие неоднородность рудообразующего процесса;

- неоднородность данных не позволяет уверенно оценивать параметры распределения в рамках выбранной теоретической модели;

- описание исходных распределений с помощью параметров нормального или логнормального законов нивелирует их индивидуальные особенности, хорошо проявляющиеся в гистограммах и способные служить источником ценной информации, характеризующей определенным образом генезис руд (рис. 1, на котором приведены законы распределения основ-

€

Си 1 тип

Х=5,51 о =±3,13 У = 57%

Си 2 тип

Х-1,64 о=±1,28 У = 78°/.

Си 3 тип

Х=0,84 о = ±0,83 У = 99%

2д 1 тип

Х-1,36 а = ±1Д4 V-91 % ,

Б 1 тип

Х = 40,14 а=±6,66 У=17%

Ъа. 2 тип

Х-0,16,о = ±0,13 У = 80%

Я и Л и и 44 4,1

8 2 тип |

I !

Х = 8,56 □ а=±5,89 Г] V = 69 %

• к « А я

3 тип

X =0,47 о = ±0,48 1=101%

8 3 тип

Х= 13,72 а = ±9,9 8 У = 73%

Си

X =3,94 а = ±3,35 V = 85 %

М <4

Си

Х=1,54 а = ±1,15 У = 93 %

(1)и(2)и(3) 2л

(2) и (3)

Та

Х=0,41 сг=±0,33 V = 80 %

Х = 28,02 а = ± 16,41 4 = 59 %

ЭЭэ=

"Г

и и и и и и и •

Х = 9,85 о = ± 7,48 V = 76 9

Рис. 1. Законы распределения геологопромышленных параметров по типам оруденения (1,2 и 3)

и по объединенным, путем сглаживания по полю месторождения (4 и 5)

ных геолого-промышленных параметров, первые три строки по типам руд, четвертая и пятая их объединения путем сглаживания по полю месторождения).

В таблице 1 приведены основные статистические характеристики (среднее значение X, стандарт ±о и коэффициент вариации ± V) геолого-промышленных параметров, где за базис взяты показатели 1-го типа оруденения, а показатели 2-го и 3-го типов оруденения выражены в долях от него.

Таблица 1

Статистические характеристики геолого-промыпшенных параметров

месторождения по типам руд

№ Показатель Тип руды

1 (базис) 2 3

X а V X а V X с V

1 Мощность 1 1 1 0,3 0,4 1,4 0,2 0,3 1,7

2 Медь 1 1 1 0,3 0,4 1,4 0,5 1,0 1,9

3 Цинк 1 1 1 0,1 0,1 0,9 0,3 0,4 1,1

4 Сера 1 1 1 0,2 0,9 4,1 0,3 1,5 4.4

На основе геостатистического анализа поля Урулского месторождения изучена изменчивость основных геолого-промышленных параметров. Для различных направлений установлена анизотропная структура в размещении параметров, которая может служить основой для обоснования плотности разведочной сети. Установлены модели структурных функций, которые могут быть использованы для обоснования предельного расстояния между выработками и для расчета погрешностей данных опробования на зону влияния проб. При этом выявлены следующие проблемы:

- радиусы автокорреляции при сглаживании типов оруденения по полю месторождения имеют большой разброс;

- структурные функции (вариограммы) при сглаживании типов оруденения по Полю месторождения имеют различные модели (табл. 2);

- усреднение автокорреляционных и структурных функций при сглаживании типов оруденения приводит к недопустимым погрешностям геометризации

основных геолого-промышленных параметров.

Таблица 2

Геостатистические свойства сглаженного поля месторождения

Радиус автокорреляции (м) Вариограмма (аппроксимирующая модель)

№ Показатель Размах (простирание / падение)

1 Мощность 80-100/80-^90 Сферическая, линейная

2 Медь 10-90/20-90 Сферическая

3; Цинк 10-Н50/10-70 Сферическая, экспоненциальная

4 Сера 70-110 / 60-100 Сферическая

Для решения выявленных статистических и геостатистических проблем в диссертационной работе используется теория случайных множеств (ТСМ). Размещение случайных подмножеств «типов оруденения» в случайном множестве «месторождение» рассматривается со статической и динамической точек зрения. В первом случае случайные подмножества рассматриваются как объекты (производится оценка вероятности их «появления»), а во втором - процесс, происходящий в них (производится оценки их параметров). Признаками выделения случайных подмножеств являются его качественные и количественные характеристики. В конечном счете все поле месторождения можно разбить на непересекающиеся подмножества, подчиняющиеся следующему правилу:

Г (1)

1 йл"=АП'

^ ы

где А" - непересекаемые подмножества поля месторождения (и = 1,2, ...Л').

На рис. 2 представлен фрагмент плана мощности полезного ископаемого, на котором выделены типы оруденения (рис.2.а ), содержание меди, сглаженное по всем типам руд (рис.2.6), а также содержание меди по двум основным подмножествам А1 и А2, полученным из на основании предварительного анализа статистических и геостатистических параметров типов руд: А1, куда были отнесены тип I оруденения и А2, включающий в себя П и III типы оруденения (рис.2.в).

Рис. 2. Фрагменты участка месторождения мощности (а),

содержания меди сглаженного (б) и по подмножествам (в) 10

С помощью функций переходных вероятностей были определены закономерности пространственного размещения подмножеств А1 и А2 поля месторождения (рис. З.а; З.б)

Рис.3 .а Подмножество А1, где р(1) - стационарная (безусловная) вероятность подмножеств А1, р(11) и р(21) - функция переходных вероятностей из подмножеств А1 и А2 в подмножество А1

Рис.3.б Подмножество А2, где р(2) - стационарная (безусловная) вероятность подмножеств А2, р(22) и р(12) - функция переходных вероятностей из подмножества А2 и А в подмножество А2

Графики, хотя и они отображают различные подмножества, - симметрич-

ны. Это объясняется их общей границей (контуром), имеющей безусловно одну и ту же изменчивость в пространстве поля месторождения. Горизонтальной линией на этих графиках изображены стационарные (безусловные) вероятности соответствующих подмножеств, играющие роль нулевой оси по аналогии с автокорреляционной функцией при исследовании непрерывного поля месторождения. Более того, по аналогии с автокорреляционной функцией, радиусы дискретной автокорреляции, у этих подмножеств также равны (пересечение со стационарной вероятностью при т = 5,8).

Эти закономерности были использованы на соседнем участке поля месторождения, где произведена оценка погрешности (рис.4.а и рис.4.б) районирования по формулам:

= Л £ [(-ЛА;)2+(+ЛА;)2; О)

и-1 (=1

+ЛАП-АП\ВП; -ДАП = ВП\ЛП,

„г -

где - дисперсия оцениваемой площади районируемого подмножества;

А" и В" — геометрическое место фактического и прогнозного

подмножества в ПМ соответственно;

п и I - общее количество отклонений (погрешностей) и его

текущий номер г- 1,2,...,п;

+ААП и -ЛА° - положительное и отрицательное отклонение прогноз-

го контура от фактического, причем:

[(-ДД") + (+ДА°)] = 0 - условие несмещенности оценки.

(=1

а2у= т*<т1+/(т,1), (4)

где дисперсия оцениваемого объема районируемого подмножества; т - средняя мощность ПМ в пределах погрешности районирования; / (т,з) - ковариационная функция, учитывающая связь между мощностью и площадью в пределах погрешности районирования.

Рис. 4.а. Оценка погрешности площади оцениваемого участка поля месторождения

Рис. 4.6. Оценка погрешности объема оцениваемого участка поля месторождения:

ФПВ - погрешность при районировании с помощью функции переходных вероятностей; СС - погрешность при районировании существующим способом оконтуривания (районирование по правилу «середины»); (СС-ФПВ) - разность между ними, соответственно

Выполнение районирования поля месторождения по множествам А1 и А2 дало возможность произвести оценку неоднородного поля по размаху радиуса автокорреляции (м) и аппроксимирующей модели:

№ Показатель Подмножество Размах радиуса автокорреляции (м) (простирание / падение) Вариограмма (аппроксимирующая модель)

1 Мощность А1 80-90/90+100 Линейная

А2 90+100/90- -100 Линейная

2 Медь А1 15+25/10- -20 Сферическая

А2 80+90/во- -90 Сферическая

Цинк А1 ю-го /10 - -20 Экспоненциальная

А2 50-60 / 60 - -70 Экспоненциальная

4 Сера А1 70-80 / 60 - -70 Сферическая

А2 100+110/90- -100 Сферическая

Оценка эффективности районирования поля месторождения на подмножества А1 и А2 по непрерывным горно-геологическим параметрам произведена по формуле:

' (5)

где и Я2 - величины размахов радиусов автокорреляции поля месторождения, до и после районирования соответственно (м). Для горнопромышленных параметров по (5) получено:

• мощность полезного ископаемого - 0,5;

• содержание меди — 6,5;

• • содержание цинка - 5,5;

• содержание серы - 4,0.

Иначе говоря, в пределах подмножеств получены однородные участки, где для исследования закономерностей пространственного размещения непре-

рывного поля правомерно применение классических геостатистических способов и методов. Для этого с помощью автокорреляционной функции в пределах подмножеств были исследованы все значимые горно-геологические параметры (Си, 7л, в и т) по падению и простиранию поля месторождения. Для содержания меди приведены автокорреляционные функции по подмножествам А1 и А2 (рис. 5.а и 5.6).

Рис.5.а. Автокорреляционная функция содержания меди в подмножестве А1

Рис.5.б. Автокорреляционная функция содержания меди в подмножестве А2

Таким образом, при разбиении поля месторождения на два подмножества А1 и А2 получены однородные участки совершенно с различной изменчивостью: у подмножества А1 радиусы автокорреляции по простиранию равны 4, а по падению 2,6 шагам. Аналогично для А2 радиусы автокорреляции по простиранию 16, а по падению 18 шага м. Аналогичные исследования были произведены для показателей мощности полезного ископаемого, содержания цинка и серы.

Известно, что экономически невыгодны как переразведка, так и недораз-ведка поля месторождения. Поэтому при определении параметров эксплуатационной разведочной сети (ЭРС), кроме проведенных исследований, необходимо произвести ее увязку с экономическими показателями добычи полезного ископаемого, что позволяет определить рациональный технологический контур. Для этой цели в диссертационной работе используется статистическая задача I и П рода, суть которой приведена в табл. 3.

Таблица 3

Статистическая задача I и П рода

Принятие решения Истинное значение А1 Истинное значение А2

А1 Верно: А1 Р„ = 1-а; Э", Ложь: А2 Ошибка П -го рода Р12 = а;

А2 Ложь: А' Ошибка I -го рода Р21 = Р; э;, • Верно: К1 Рн = 1 - Р; э;г

Здесь А1 и А2 - районируемые подмножества Ап поля месторождения; аир- уровни значимостей соответственно А1 и А2; Ру и - уровень надежности до принятия решения и экономические последствия после принятия решения, соответствующие истинным состояниям А"

Критерием обоснования технологического контура служит модель, увязывающая горный риск, затраты на разведку и закономерности пространствеп-

ного размещения всех значимых горно-геологических факторов, влияющих на горное производство:

Э = Rr + Зр —»min

Rr=Zün. (5)

Rm = max (Э"2,Э),

где Э — оценка экономических последствий горного предприятия от принятого решения;

Дг- горный риск;

Зр - затраты на разведку;

Äni - горный риск А".

Основное преимущество статистической задачи I и П рода заключается в учете уровней значимостей а и ß, надежностей Ру соответствующих подмножеств не только непрерывных показателей, что использовалось ранее при решении непрерывных задач, но и дискретных показателей исходя из функция переходных вероятностей Ру..

Таким образом, методика районирования неоднородного поля месторождения на основе теории случайных множеств для планирования горных работ включает следующие поэтапные исследования:

1. Предварительный анализ поля месторождения по результатам отработки близлежащих участков:

1.1. Статистический анализ значимых горно-геологических факторов с построением и оценкой законов распределения;

1.2. Геостатистический анализ поля месторождения с использованием вариограмм и АКФ для выявления однородных участков;

1.3. Вариантное объединение однородных участков с оценкой погрешности их объединения для уменьшения количества возможных подмножеств;

2. Определение закономерностей на известном участке поля месторождения: iT

2.1. Окончательное определение количества подмножеств в поле месторождения, их районирование в пространстве известного исследуемого участка, оценка эффективности районов;

2.2. Определение закономерностей дискретных полей, оценка почетности;

2.3. Определение закономерностей непрерывных полей внутри подмножеств, оценка погрешности;

3. Опробование полученных закономерностей на соседнем участке поля месторождения:

3.1. Выполнение районирования, оценка погрешности и учет поправок;

3.2. Оценка непрерывного поля внутри подмножества, оценка погрешности и учет поправок;

3.3. Оценка погрешности по площади и объему в подмножествах;

4. Экономический анализ горного предприятия:

4.1. Экономическая оценка положительной и отрицательной погрешностей дискретных горно-геологических факторов;

4.2. Экономическая оценка положительной и отрицательной погрешностей непрерывных горно-геологических факторов;

4.3. Экономическая оценка горного риска и затрат на разведку;

5. Решение статистической задачи I и П рода путем увязки пп.1-4 для определения рационального технологического контура и параметров ЭРС.

6. Вовлечение новых данных в анализ, удаление старых данных и повторение пп.1-5.

Такой подход к исследованию поля Урупского месторождения позволил выявить пространственную изменчивость и средние значения горнопромышленных параметров и разработать программное обеспечение по районированию данного месторождения. Среднеквадратическое смещение в плане контуров по подмножествам (а также типам руд) снижено в среднем на 18,2 %, относительная погрешность подсчета запасов уменьшена в среднем на 6,4% и доведена до

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи разработки метода районирования неоднородного поля месторождения по типам руд в режиме усреднения качества на основе теории случайных множеств, позволяющее повысить надежность и эффективность планирования горных работ с учетом требований горного предприятия.

Основпме выводы и результаты, полученные автором, заключаются в следующем:

2. Проведен предварительный статистический и геостатистический анализ значимых горно-геологических показателей представительного участка и выявлены закономерности их изменения для определения возможных вариантов районирования неоднородного поля месторождения на основе теории случайных множеств по типам руд.

3. Исходя из технико-экономического анализа работы горного предприятия с учетом статистических задач I и П родов, установлен критерий определения требуемой точности районирования неоднородного поля месторождения, который позволяет определить оптимальный технологический контур между различными подмножествами с учетом требований горного предприятия.

4. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методика и программное обеспечение по районированию неоднородного поля Урупского медно-колчеданного месторождения для планировании горных работ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Зуй В.Н., Лакатош Д.В., Жилин С.Н. Усовершенствование дистанционных измерений норового давления в намывных массивах. - М.: МГГУ, Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - №7. - С.128-131.

2. Абрамян Г.О., Лакатош Д.В. Анализ пространственного размещения показателей месторождения на основе теории случайных множеств. - М.: МГГУ, Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - № 9. -С.140- 142.

3. Лакатош Д.В. Геостатистическая оценка геолого-промышленных параметров Урупского месторождения. - М.: МГГУ, Горный информационно-аналитический бюллетень. -2009. -№1. -С.113—118.

Подписано в печать Объем 1 п.л. Типография МГГУ.

_Z5_.J2_.2008 г. Тираж 100 экз.

Формат 60x90/16 Заказ №

Ленинский пр., 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Лакатош, Дмитрий Валентинович

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЕОМЕТРИЗАЦИЯ КАК ОСНОВА ПЛАНИРОВАНИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ И ГОРНЫХ РАБОТ.

1.1 Геоматематическое моделирование месторождений полезных ископаемых

1.2 Поверхности, исследуемые в геометрии недр.

1.2.1 Классификация топофункций.

1.2.2 Математико-статистическая характеристика топофункций.

1.3 Определение высоты сечения изолиний топоповерхностей.

1.4 Характеристика задач оптимизации параметров геологоразведочных сетей.

1.4.1 Общие сведения.

1.4.2 Определение параметров геологоразведочных сетей.

1.5 Прогнозирование размещения геологических факторов.

1.6 Геометризация на разных стадиях геологоразведочных работ.

1.7 Основные положения системного анализа при геометризации месторождений.

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ГЕОСТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ УРУПСКО

ГО МЕДНО-КОЛЧЕДАННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

2.1 Геолого-промышленная характеристика объекта исследований.

2.1.1 Геолого-структурная характеристика Урупского месторождения.

2.1.2 Систематика разрывных нарушений.

2.1.3 Некоторые особенности морфологии и условий залегания рудной залежи на восточном фланге месторождения.

2.2 Статистическая характеристика основных геолого-промышленных параметров Урупского месторождения.

2.3 Предварительная геостатистическая оценка геолого- ^ промышленных параметров.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЙОНИРОВАНИЯ НЕОДНОРОДНОГО ГЕОХИМЧЕСКОГО ПОЛЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

3.1 Общие замечания о геохимическом поле Урупского месторождения

3.2 Математические модели оценки прерывистого поля месторождения

3.3 Математические модели оценки изменчивости контура поля месторождения.

3.4 Математические модели оценки погрешности оконтуривания поля месторождения.

3.5 Районирование нестационарного геохимического поля месторождения на основе теории случайных множеств.

3.4.1 Статика и динамика размещения поля месторождения.

3.4.2 Математические отношения и действия в поле месторождения.

3.4.3 Пошаговая корреляционная матрица.

3.4.4 Статистические характеристики функции переходных вероятностей.

4. РАЙОНИРОВАНИЕ УРУПСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (Производственный эксперимент).

4.1 Критерий для определения требуемой точности районирования поля месторождения при планировании горных работ.

4.2 Выделение геостатистически однородных подмножеств Ап в поля месторождения. 4.3 Анализ дискретных подмножеств Ап в поля месторождения.

4.4 Анализ непрерывных подмножеств Ап в поля месторождения

4.5 Оценка погрешности районирования поля месторождения.

4.5 Алгоритм районирования поля месторождения.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Районирование неоднородного поля месторождения на основе теории случайных множеств для планирования горных работ"

Актуальность работы. В условиях конкурентной рыночной экономики укрепление, расширение и дальнейшее опережающее развитие сырьевой базы действующих горных предприятий медно-колчеданных месторождений невозможно без повышения комплексности и полноты использования минерального сырья, совершенствования технологии добычи и переработки концентратов, увеличения производительности труда, которые должны опираться на новые эффективные инновационные идеи и технологии.

На действующих горных предприятиях представительность и достоверность эксплуатационной геометризации, которая служит основой планирования горных работ, зависят не только от количества исходной информации, но и пространственной изменчивости • значимых горногеологических параметров. Это особенно важно, когда поле месторождения слагается из различных типов руд, имеющих различные статистические и геостатистические характеристики, а управление качеством и запасами сырья осуществляется режиме усреднения руд.

Идея работы - установление закономерностей пространственной изменчивости значимых горно-геологических параметров, обеспечивающих районирование неоднородного поля месторождения по типам руд.

Основные научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации подтверждаются:

• представительным объемом статистической информации по Урупскому медно-колчеданному месторождению;

• обобщением опыта по районированию и оконтуриванию прерывистых месторождений цветных металлов;

• результатами теоретических исследований;

Реализация работы. Методика и программное обеспечение по районированию месторождений для планирования горных работ приняты ЗАО «Геостар+» к использованию на горных предприятиях цветной металлургии.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на симпозиумах «Неделя горняка» (МГТУ- 2005, 2008гг.), семинарах кафедры МДиГ МГГУ (2006-2008гг),

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Лакатош, Дмитрий Валентинович

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной зада чи разработки метода районирования неоднородного поля месторождения по типам руд в режиме усреднения качества на основе теории случайных мно жеств, позволяющее повысить надежность и эффективность планирования гор ных работ с учетом требований горного предприятия.Основные выводы и результаты, полученные автором, заключаются в следующем:

1. Выявлено несоответствие существующего в настоящее время метода оконтуривания типов руд конкретным закономерностям их размещения в про странстве недр, что приводит к увеличению погрешности оконтуривания типов руд и, как следствие, к ухудшению технико-экономических показателей горно го предприятия и неритмичному выполнению качественных и количественных показателей добычи полезного ископаемого в режиме усреднения качества.2. Проведен предварительный статистический и геостатистический ана лиз значимых горно-геологических показателей представительного участка и выявлены закономерности их изменения для определения возможных вариан тов районирования неоднородного поля месторождения на основе теории слу чайных множеств по типам руд.3. Исходя из технико-экономического анализа работы горного предпри ятия с учетом статистических задач I и II родов, установлен критерий опреде ления требуемой точности районирования неоднородного поля месторождения, который позволяет определить оптимальный технологический контур между различными подмножествами с учетом требований горного предприятия.4. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследо ваний разработаны методика и программное обеспечение по районированию неоднородного поля Урупского медно-колчеданного месторождения для пла нировании горных работ.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Лакатош, Дмитрий Валентинович, Москва

1. Построение, последующее корректирование и пополнение информационной системы «месторождение» на основании геолого-маркшейдерских данных. Поступление исходных данных происходит в процессе разведки, до разведки, опробования и ведения горных работ.

2. Разделение руд на геолого-промышленные типы с применением методов математической статистики, теории распознавания образов. Производится уточнение контуров геолого-промышленных типов и разновидностей руд.

3. Определение степени разведанности участков месторождения методами теории информации и количественных оценок качественных признаков.

4. Уточнение тектонической нарушенности и трещиноватости рудных залежей и вмещающих пород методами геометризации,

5. Изучение и выявление пространственных закономерностей размещения полезных и вредных свойств руд, прогнозирование закономерностей размещения по направлениям на основании анализа пространственной изменчивости.

6. Построение обобщающей модели месторождения. Установление состояний системы месторождение и выявление закономерностей перехода из одного состояния в другое.

7. Изучение состава и свойств горных пород, слагающих геологический объект.

8. Выявление естественной структуры геологического объекта: выделение естественных геологических тел, определение их формы, размеров и положения в пространстве, изучение тектонической нарушенности и др.

9. Изучение изменений представлений о геологическом объекте в связи с учетом требований техники, технологии, экономики: установление кондиций, разделение богатых и бедных руд и др.

10. Для цинка резко асимметричное распределение значений еще более выражено. Необходимо отметить также значительную неоднородность распределения цинка для медно-колчеданных руд, выраженную через появление максимумов в области высоких значений;

Информация о работе

Лакатош, Дмитрий Валентинович
кандидата технических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.16

Диссертация

Районирование неоднородного поля месторождения на основе теории случайных множеств для планирования горных работ - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы