Введение к работе
Актуальность проблемы
Совершенствование процесса разработки месторождений подойти ископаемых часто связиввот с создаїгаец систем управления качоетвоь руд, основанних на ядернофизичоокях методах экспресс-анализа. Наиболее эффективны комплексные системы, включапяио несколько пи-клов управления качеством, например: оконтуриваїгае подсчетннх блоков и управление процессом выемки по данным каротажа взрывных скввхин; кругшопорционнвя сортировка руды в транспортных емкостях: сортировка дробленой руды на ленте конвейере а др. В каждой цикле можно выделить операцию получения информации о качестве руды (опробование) и операцию сортировки в соответствии с этой информацией. Так кок опробование подвергается небольшая часть сортируемого обьеыа, а также вследствие ограниченной точности вкспросо-анализа, получаемые оценки качества отличаются от истинных. Погрешности в исходных оценках приводят к снижению вfреактивности отдельных пиклов сортировки и системы управления качество»! впалом. Кроне того, возникают статистические смешения в оиенкех результатов сортировки (эффект сортировки).
В этих условиях весьма актуальна разработка теоретических моделей, отгисыввппих процесс сортировки руды о учетом погрешностей в исходной информации. В настоящее время таких моделей не со-адано. Широков распространение получили модели, описывающие качественные характеристики руды до ее сортировки. В клвесе, этих ш~ делей наиболее известны геостатистические модели, разработке которых положили начало работы Да Шйся, Криге, Матерона. С их по-иотіью можно повысить достоверность получаемой информации и охарактеризовать свойство оценок. Однако получение информации здесь рассматривается кэк коночная цель, а но основа для последущей сортировки, поэтому с их помощью нельзя оценить влияние погрешностей в исходных оценках на результаты сортировки.
С другой стороны, при создании систем управления некоторые Исследователи ограничиваются рассмотрением идеальной информационной базы, либо учитывают влияние погрешностей эмпирически (Л.Ч, Пухадъский, В.А.Мокпоусоп). Ограниченность подобных подходов очевидна.
іійлью_нрптояде,й, работч, является исследование процесса сортировки руды и создания теоретической модолл, поэполящай опиоать влияние -погрешностей оценок качества руд но результати сортировіш.
Основная 'ідея роботи состоит в исследовании чвпболое общих вокопоуерностей сортировки, квк вероятностного процесса, проявля-глжхся, как при разделении руд в недрах, тек и в транспорт кнх потоках.
Основние задачи исследование. Реализация поставленной целя потребовало решения следующих задэч:
обоснование методологии исследований процесса сортировки и разработке вероятностной модели сортировки;
определенно круге прикладних задач, решаемых с помощью модели;
разработка алгоритмов и програші численного моделирования для оденки эффективности полученных рэшонпЯ;
проведение экспериментальной крупнолорпнониой сортировки в условиях месторождения редкометельннх руд и ясследованпе ее разула тагов с помощью модели.
Основные результати и научная новизна работы заключаются в следующем.
-
Разработано вероятностная модель порционной сортировки P5J:4 но .тмштм опробовчшш огроничопио" ТОЧНОСТИ, ДЛЛ отгесатгя реачьного процесса сортировки введено понятие "результирующее распределение" концентраций, показана ого связь с распределением оценок.
-
Сформулирована"обрвтн8я задача модолл сортировки" как восстановление истинного распределения концентраций по распределению оценок. Общее решение ее сводится к решению интегрального уравнения Фредгольмз 1-го рода. Рассмотрено рокение обратной задачи с помощью регуляризнругацего алгоритма А.Н.Тих'онова.
-
Дана математическая формализация "аффекта сортировки", заютшаэдегося в систематическом завивании оценок средних концентраций в обогащенных продуктах сортировки и закинений - в обедненных. .Показано, что "эффект сортировки" возникает только тогда, когда одни и те же оценки качества руды в порциях используются, как для внделения продукта, так и для оценки средней концентрации в пен. Токая сортировка незвана формальной.
-
Исследованы особенности проявления эффекта сортировки ігри окоятуривании блоков по заданному бортовому содержанию. Формальная сортировка и связанный с ней эффект локализуются в приконтур-ной полосо блока. На основе внявлэнннх закономерностей предложено два способа два способа определения средних тлтоентрапий в
подсчотных блоках, па один из них полудано авторское сгодотальс**-во.
-
Проведен анализ существующие критериев опенки эффективности сортировки. Предложен новий показатель относительной 'эффективности, Sji , характеризуодий способность реальной сортирупдей системы к выделению продукта заданного качества в сравнении с идеальной системой. Величина iji-i-^ характеризует неизбежные потери руды, обусловленные погрешностями опробования, при сортпроЕке.
-
Разработаны, принципы оптимизации объемов порций сортировки, густоты разведочной сети, интервала ядорнофизического опробоиь ішя.
Практическая значимость. Разработанная юдоль позволяет теоретически описать функционирование реальних систем сортировал с учетом погрешностей в исходной информации. Модель к'ог.ет быть использована при проектировании новых систем сортировки и совершенствовании действующи, для обоснования требований к точности опенок качества порций сортировки.
Наличие теоретической оснош рвепиряет возможности "мшрячес-ких методов исследования "эффекта сортировки" и "эффекта ураганных проб" разработки способов их учета. В работе предложено два способа учета эффекта сортировки, одни из них признак изобретение?/.
Не осново «одели реализуются решения ряда практических задач:
создание алгоритмов несмещенного оценивания качества продуктов сортировки;
оперативное управление параметрам сортировки (брртовнн со-дерявниеи, граничной концентрацией) для получения продукта заданного качества;
выбор оптимального объэна порций сортировки, оптимальных размеров сети бурения;
оценка эффективности систем сортировки и получаемой от их внедрения экономической прибили.
Модель использовалась при разработка методики призабойноЗ сортировки редкомвтольных руд на основе нейтрон-нейтронного SK0-пресс-анализа в ковшах добычных экскаваторов (Забайкалье, 1987, 1988 гг.).
Апробация раоотн. Основные результаты диссертации отрожеїш в 11 печатных работах и авторском свидетельстве но способ опенки средних концентраций, а также доклпшгсолись и обсуждались: на 2-й Всесоюзном c^wntiapn по гростотистико (ПпГрояоподск, 1990), на Всо-
союзном совещгния "Геолэго-геофязическоо обслуви^аниэ горнорудные предприятий" (Ленинград, 1991), на заседаниях Секции Ученого Цовэта ао ядерной геофизике и скважинным методам Института геофизики УрО РАН, на заседании кафедры рудной геофизики Уральского горного института.
Структура и объем работы. Диссертация.состоит нз введения, четырех глав, заключения и приложения; содержит 170 страниц машинописного текста, включая 40 рисункоз, 8 таблиц, список литература лз 70 наименований.