Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Геометшзащя как основа планирования геолого разведочных и горных работ 11
1,1.Геоматематическое моделирование местороадений полезных ископаемых 11
1.2. Поверхности, исследуемые в геометрии недр 18
1.2.1. Классификация топофункций 19
1.2.2. Математико-статистическая характеристика топофункций 21
1.3. Определение высоты сечения изолиний топо-поверхностей 23
1.4. Характеристика задач оптимизации параметров геологоразведочных сетей 26
1.4.1. Общие положения 26
1.4.2. Определение параметров геологоразведочных сетей. 28
1.5. Прогнозирование размещения геЪйогических факторов 33
1.6. Геометризация на разных стадиях геологоразведочных работ 36
Глава 2. Оценка горно-геологической сложности на основе геометризацйи месторождений с использованием системного анализа . 39
2.1. Основные положения системного анализа 39
2.2. Принцип движения системы "месторождение" в пространстве состояний 45
2.3. Сложность как системная характеристика 46
2.4. Принципы количественной оценки горно-геологической сложности 48
2.4.1.Информационный подход к оценке горно геологической сложности 51
2.4.2.Применение количественной оценки информации в модели горно-геологической сложности 57
2.5. Количественная оценка горно-геологической сложности 58
2.5.1. Общие положения 58
2.5.2. Оценка изменчивости геологических факторов.. 59
2.6. Определение значимых геологических факторов 64
Глава 3. Построение тошфункщй горно-геологической сложности кальинского месторождения СУЕРа . 69
3.1. Краткая геологическая характеристика Кальин-ского месторождения СУБРа 69
3.2. Выбор представительного участка месторождения 74
3.3. Выявление значимых геологических факторов для оценки горно-геологической сложности 75
3.4. Геометризация представительного участка 81
3.4.1. Построение плана изомощностей залежи 81
3.4.2. Построение плана изолиний кремневого модуля 86
3.4.3. Построение плана топоповерхности мелко амплитудной дизъюнктивной нарушенное массива 88
3.5. Определение показателей изменчивости геологических факторов 90
3.6. Построение топоповерхности горно-геологической сложности 92
3.7. Исследование топофуншщи горно-геологической сложности 94
3.7.1. Определение погрешностей выявления топо-функции горно-геологической сложности 94
3.7.2. Изменение средней горно-геологической сложности в зависимости от параметров геологоразведочной сети 96
3.7.3. Определение геометрической изменчивости топофункции горно-геологической сложности 99
3.7.4. Установление зависимости между топофунк-цией горно-геологической сложности и топо-функциями геологических факторов 101
3.7,5. Оценка точности определения топофунк- - ции горно-геологической сложности 101
3.8. Классификация участков месторождения по степени горно-геологической сложности 105
Глава 4. Применение топофунквди горно-геологической сложности для решения задач эксплуатационной разведки и отработки месторождения 108
4.1. Характеристика горных работ на месторождениях СУЕРа 109
4.2. Характеристика и особенности ведения эксплуатационной геологической разведки на СУБРе 112
4.3. Анализ выполнения плановых показателей горно-добычных работ 116
4.4. Установление зависимости погрешности определения запасов от горно-геологической сложности 123
4.5. Определение целевой функции для выбора рациональных параметров эксплуатационной геологоразведочной сети 128
4.6. Апробация предлагаемых решений 136
4.7. Применение оценки горно-геологической сложности в условиях Зодского месторождения 142
Заключение 147
Литература 149
Приложения 160
- Поверхности, исследуемые в геометрии недр
- Принципы количественной оценки горно-геологической сложности
- Выявление значимых геологических факторов для оценки горно-геологической сложности
- Характеристика и особенности ведения эксплуатационной геологической разведки на СУБРе
Введение к работе
Решениями ХХУТ съезда КПСС предусматривается: "В цветной металлургии обеспечить укрепление сырьевой базы действующих предприятий, а также ее дальнейшее опережающее развитие. Совершенствовать технологию добычи и переработки руд и концентратов, повысить комплексность и полноту использования минерального сырья, ..." /2, с.30/. Государственное, хозяйственное отношение к природным ресурсам определено сегодня законом, так, в Конституции СССР в статье 18 говорится: "В интересах настоящего и будущих поколений в СССР принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснованного, рационального использования земли и ее недр ..." /I, с.9/.
Пути решения проблемы полноты извлечения из недр и комплексного использования полезных ископаемых связаны с повышением уровня маркшейдерского и геологического обеспечения подземной отработки рудных месторождений, в том числе месторождений с непрерывно-прерывистыми и прерывистым типом оруденения. Такие месторождения характеризуются высокой степенью изменения геологической обстановки.
Результаты маркшейдерско-геологических, горно-геометрических исследований, материалы эксплуатационной и предшествующих стадий разведки являются исходной информацией для выполнения эксплуатационной геометризации с целью эффективного осуществления текущего и оперативного планирования горных работ.Представительность и достоверность исходной информации зависит от плотности сети наблюдений; по мере развития разведочных и эксплуа-
тационных работ уточняется и изменяется представление о характере размещения запасов полезного ископаемого в недрах, о качественных и количественных характеристиках месторождения, что влечет за собой корректировку параметров систем разработки и текущих планов ведения горных работ. В то же время, чем точнее исходная информация, тем менее значительны изменения в технологической цепи предприятия, что позволяет с меньшими затратами вырабатывать конечный продукт с заданными качественными свойствами и в планируемом количестве.
Большой вклад в разработку вопросов геометризации месторождений и обоснования плотности геологоразведочной сети внесли маркшейдеры-геометры: проф.,д.т.н. В.А.Букринский, Г.И.Виле-сов, В.М.Гудков, В.В.Ершов, В.И.Кузьмин, А.Н.Осецкий, П.А.Рыжов, Е.П.Тимофеенко, И.Н.Ушаков, И.В.Францкий, Е.Ф.Фролов, проф. к.т.н. Б.И.Беляев, к.т.н. В.М.Калинченко, Ю.В.Коробченко, Л.И. Четвериков и др. Тем не менее, вопрос об оптимальных параметрах сети эксплуатационной разведки остается одним из наиболее важных, и интерес к нему за последнее время значительно возрос.
По существующим методикам выбор параметров эксплуатационных геологоразведочных сетей производится на основе анализа изменчивости мощности залежи полезного ископаемого или содержания полезных компонентов без количественного учета влияния комплексов геологических факторов, которые определяют горногеологическую сложность месторождения и отдельных его участков. Поэтому научная задача по разработке методики количественной оценки горно-геологической сложности рудных месторождений на основе их геометризации для рационального ведения геологоразведочных и горно-добычных работ является актуальной.
Цель работы заключается в установлении закономерностей размещения значимых геологических факторов и определении их показателей изменчивости для разработки методики количественной оценки горно-геологической сложности рудного месторождения, позволяющей улучшить планирование геологоразведочных и горнодобычных работ.
Идея работы состоит в комплексном определении изменчивости значимых геологических факторов с учетом их информативности для разработки количественной оценки горно-геологической сложности системы "месторождение" и выражении ее функцией топографического порядка.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:
разработана методика количественной оценки горно-геологической сложности системы "месторождение" на основе комплексного показателя пространственной изменчивости геологических факторов, новизна которого заключается в выражении его функцией топографического порядка;
предложена детализация существующей классификации функций топографического порядка, новизна которой заключается в разделении родов топофункций на виды по условиям их выявления и контроля, а также по соотношению природной и наблюдаемой изменчивости;
установлено впервые, что топофункция горно-геологической сложности рудного месторождения линейно связана с топофункция-ми значимых геологических факторов и соответствует определенному типу оруденения, при этом с увеличением прерывистости оруде-нения возрастают значения горно-геологической сложности.
Обоснованность и достоверность научных положений и вы- ' водов подтверждается:
удовлетворительной сходимостью результатов расчетов методами математической статистики связи между топофункциями значимых геологических факторов и горно-геологической сложностью рудного месторождения с экспериментальными данными (теснота линейной корреляции 0,62-0,71 при уровне надежности 0,95);
положительными результатами внедрения разработанных методических рекомендаций по выбору рациональных параметров эксплуатационной геологоразведочной сети на Кальинском бокситовом месторождении Северного Урала, где улучшено выявление средних значений геологических факторов, при этом общая относительная погрешность подсчета запасов руды уменьшена в среднем на 5,8$ и снижена до уровня 10$, уменьшена погрешность выявления поверхности изомощностей в среднем в 1,5 раза.
Вначение работы. Научное значение работы состоит в установлении количественной оценки горно-геологической сложности рудных месторождений по комплексу геологических факторов и выражения ее функцией топографического порядка.
Практическое значение работы состоит в разработке "Методических рекомендаций по определению рациональных параметров эксплуатационной геологоразведочной сети на Кальинском месторождении СУБРа" применение которых позволяет обосновать рациональные дифференцированные параметры эксплуатационной геологоразведочной сети и допустимые уровни погрешностей подсчета запасов в зависимости от горно-геологической сложности участков месторождения на основе геометризации выявленных значимых геологических факторов и экономического критерия.
Реализация работы. "Методические рекомендации по определе-
нию рациональных параметров эксплуатационной геологоразведочной сети на Кальинском месторождении СУБРа" внедрены на Северо-Уральском бокситовом руднике с экономическим эффектом 80,5 тыс. руб.в год.
Результаты исследований по разработке методики количественной оценки горно-геологической сложности используются в учебном процессе в Московском горном институте при изучении студентами курсов "Маркшейдерское дело", "Геометрия недр" и отражены в методических разработках и учебном пособии автора.
Апробация работы. Основные результаты и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались: на Всесоюзной научно-технической конференции "Рудник будущего при механизированной подземной разработке мощных месторождений крепких руд" (г.Москва, МГИ, февраль, 1979 г.); на IX конференции молодых ученых по проблемам разработки и обогащения полезных ископаемых (г.Москва, ИПКОН АН СССР, апрель, 1979 г.); на Всесоюзном семинаре "Совершенствование техники и технологии маркшейдерских работ" (г.Ленинград, ВНИМИ, июль, 1979 г.); на заседании секции "Рациональное использование и охрана недр" научно-технического совета института "ВНИПИгорцветмет" (г.Москва, ВНШИгорцветмет, декабрь, 1982 г.); на технических совещаниях при главном инженере Северо-Уральского бокситового рудника (г.Североураль-ск, Свердловской обл., СУБР, декабрь 1982, 1983 гг.); на Ш областном семинаре "Приложение математических методов и ЭВМ в геологии" (г.Новочеркасск, НПИ, июнь, 1983 г.); на встрече специалистов по вопросу "Совершенствование нормирования, определения и учета потерь и разработка мероприятий по снижению потерь полезных ископаемых при их добыче" (г.Москва, ВДНХ, октябрь, 1983 г.).
Основные положения выполненных исследований опубликованы в четырех работах.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю проф., д.т.н. В.А.Букринскому и коллективу кафедры маркшейдерского дела и геодезии МП за помощь, доброжелательность и поддержку во время работы над диссертацией.
- II -
Поверхности, исследуемые в геометрии недр
Весь комплекс геометрических наук непосредственно связан с изучением поверхностей и, в общем случае, пространств. Поверхности разделяют на правильные,образованные по определенным законам, и неправильные, которые в основном и исследуют в геометрии недр /88/.Проф.П.К.Соболевский указывал на необходимость применения в горных науках неевклидовой геометрии. За последние десятилетия появились работы, использующие геометрию высших порядков.
При рассмотрении неправильных поверхностей в топологии /17/ не учитываются ни длина линий, ни величина углов. Классификация замкнутых поверхностей основана на том, что у разных поверхностей кривые имеют различные свойства. Под замкнутой поверхностью понимается топологическое ограниченное подпространство в евклидовом пространстве. В общем случае /53/ при рассмотрении сторонника по определенному закону отождествляются его 4 -стороны попарно -af,6f1. ,.,а ,60 в соответствующие им канонические 2 замкнутые линии. В результате получится замкнутая ориентируемая поверхность рода п ; таким образом могут быть исчерпаны все топологические типы замкнутых ориентируемых поверхностей. Ориентируемыми являются поверхности без самопересечения. Разделение поверхностей на ориентируемые и неориен-тируемые тождественно разделению на двусторонние и односторонние. И действительно, все односторонние замкнутые поверхности пересекают сами себя.
Заметим, что сфера является поверхностью рода 0, тор - " поверхностью рода I, "крендель" (два слившихся тора) - поверхностью рода 2.
О неориентируемых (односторонних) замкнутых поверхностях известно, что существует бесконечно много топологически различных видов, это: лист Мёбиуса, поверхность Клейна - "бутылка Клейна", гептаэдр и др.
Разделение в топологии поверхностей на односторонние и двусторонние определяет для геометрии недр в настоящее время область изучения последних - двусторонних поверхностей. Тем не менее, отрицать существование односторонних поверхностей было бы неверно. Вполне возможно, что такие поверхности существуют, и вероятно, они будут обнаружены при специально проведенном анализе поверхностей,отображающих свойства горных пород.
Поверхности, анализируемые в маркшейдерских и геологических исследованиях, являются поверхностями топографического порядка, которые задаются топофункциями вида
"Поверхностью топографического порядка называется такая геометрически неправильная поверхность, которая при проектировании ее на плоскость проекции пересекается с нормалью к этой плоскости только в одной точке" /74, с.53/. Причем известно, что поверхность топографического порядка удовлетворяет условиям: конечности, однозначности, непрерывности и плавности.
В связи с этим проф.В.А.Букринский различает три рода функций размещения геологических показателей /8/:I. Функции от реально существующих поверхностей (поверх-ности литологических разностей,тектонических нарушений и др.)". П. Функции, являющиеся производными от реально существующих (изомощности залежи или толщи горных пород, изоглубины залегания и др.).Ш. Функции реально несуществующих поверхностей, то есть функции выражающие условные поверхности (размещение компонентов в залежи, размещение химических и физических свойств и др.).
При разделении функций на три рода одним из классифицирующих признаков является соотношение между природной (объективной) и наблюдаемой изменчивостью.Для функций I и П рода наблюдаемая изменчивость всегда меньше изменчивости природной; в свою очередь для функций третьего рода, отражающих размещение свойств горных пород, в отдельных реализациях при данных условиях опыта изменчивость выявляемых реализаций всегда больше изменчивости действительной функции размещения показателя.
Функции I и П рода, как было указано выше, описывают реальные и производные от реальных поверхности, то есть поверхности, характеризующие форму массива и пространственное положение залежи. Они устанавливаются по значениям показателей, измеренным в отдельных точках.
Функции Ш рода выражают довольно большой класс топоповер-хностей,характеризующих свойства горных пород,процессы происходящие в недрах, а также технико-экономические показатели горного предприятия. Причем подход к геометрическому выражению размещения свойств (химических, физических, механических) горных пород и процессов, происходивших или происходящих в настоящее время в недрах, является отличным от геометрического представления технико-экономических показателей.
В связи с этим целесообразно произвести детализацию существующей классификации топофункций по условию контролируе мости их выявления, опираясь на то, что род топофункций явля-"ется надвидовой категорией, табл.1.I.Рекомендуемая детализация позволяет дифференцированно подходить к решению вопроса графического отображения исследуемых топофункций внутри рода. Особенно это касается условных топофункций, у которых соотношение природной (объективной) изменчивости и наблюдаемой существует для видов топофункций качественных показателей, свойств горных пород и процессов, происходящих в недрах (Ш.І). Для вида топофункций технико-экономических показателей /41,73/ это соотношение отсутствует. Для вида композиционных топофункций, характеризующих два и более фактора одновременно, это соотношение может существовать или отсутствовать, то есть установление наличия соотношения изменчивости объективной и наблюдаемой требует дополнительных исследований..
Расположение точек наблюдения и замеров по выявлению значений геологических факторов является случайным относительно истинного размещения изучаемого фактора /8/, а полученные данные представляют собой случайную выборку.- стационарным случайным процессом;- нестационарным случайным процессом.
Кроме того, топофункций разделяются на три группы, реализации которых являются поверхностями /4/:- с большими амплитудами положительных отклонений, характеризующиеся правоасимметричным распределением показателей;- с большими амплитудами отрицательных отклонений, харак
Принципы количественной оценки горно-геологической сложности
В настоящее время в геологии и в горных науках доминируют описательные традиции в определении горно-геологической сложности изучаемого объекта. Например, рудные месторождения по новой "Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых" /14,35/ разделены на четыре группы сложности, причем большинство месторождений относится к Ш и ІУ группам. Такое разделение не подтверждено количественной оценкой. Если принять во внимание, что количество месторождений I и П группы сокращается (в связи с углублением горных работ на месторождениях горно-геологическая обстановка осложняется и месторождение может быть переведено в Ш,1У группу), тогда в экстремальном варианте, когда подавляющее большинство отрабатываемых месторождений перейдет в ІУ группу, окажется, что классификации по степени горно-геологической сложности месторождений нет. Переходя с уровня отрасли на единичное предприятие - подземный рудник, приходится констатировать, что в настоящее время не существует общепризнанной обоснованной методики количественной оценки горно-геологической сложности отдельных участков место - -рождений с целью дифференцированного подхода к решению горных и разведочных задач на различных его участках.
Впервые количественные оценки горно-геологической сложности появились для решения задач поиска месторождений полезных ископаемых - оценки районов по металлогеничности, прогнозирования и оценки тектонических зон и др. /7, 29, 61/.
Наиболее интересной представляется работа /7/, так как она является первой обобщающей и одновременно представляющей методологические основы применения количественной оценки горногеологической сложности как меры эмерджентности геологических систем. Здесь же указывается на возможность оценки сложности по энтропии системы.
Информационный подход к определению горно-геологической сложности системы "месторождениеw основан на том, что отдельные переменные (факторы) не так важны, как их комбинации. Такой подход получил развитие в работах /28,40,48/, в которых общая формула расчета горно-геологической сложности представляется в видезначимых геологических факторов определяется из выражениядля некоторого участка или ячейкигде М - количество значимых факторов.
Автор работы /28/ уточняет формулу (2.8) введением коэффициента Q. , характеризующего степень важности у -го геологического фактора для решения конкретной задачи, тогда
Коэффициент О. определяется специальными исследованиями; в ряде случаев, если такие исследования выполнить невозможно или нецелесообразно, коэффициент а принимается равным I. Значения коэффициента Q изменяются в интервале 0-1.
Хотя правомерность использования коэффициента а в математической модели сложности и аргументирована автором, тем не менее практическое применение вводимого коэффициента представляется недостаточно надежным; это и показано в работе /28/ на примере оценки погрешности показателя сложности, где выявлено, что погрешность /77 на порядок выше /77 и /777 . Это объя и. U Jсняется объективными причинами несовершенства оценки а. Величина погрешности Ша значительно влияет на точность оценки сложности, так как только за счет погрешности коэффициента га точность оценки сложности составляет +2,5 бита при сложности ячейки в 8 бит. Думается, такое искусственное искажение любой математической оценки является недопустимым, поэтому целесообразно пока ограничивать использование коэффициента а на стадии выявления значимых факторов для решения конкретной задачи.
С развитием математической теории информации появилось направление прикладной теории информации, в которой теоретико-информационные представления уже являются не целью, а средством для решения практических задач.
Различают информацию семантическую (смысловую), основанную на однозначной связи информационного материала с объектами реального мира, и синтактическую, которая заложена в характере построения самого информационного материала. Эффективная количественная мера семантической информации на сегодня не найдена,в то время как синтактическая информация поддается измерению. В науке о знаках - семиотике - выделяют также сигматический и прагматический аспекты информации /60/: первый характеризуется изучением вопроса о выборе знаков для обозначения реальных объектов, второй - о ценности информации для решения практических задач.
В работах по геометрии недр, в которых нашли применение идеи и методы теории информации /16,38,40,59,70,72,91 и др./, рассматривается как формирование информационных потоков, так и количественная мера оценки информативности для решения задач оптимизации геологоразведочной сети, управления качеством выпускаемой продукции и др.
Мерой неопределенности системы является количество информации, рассчитываемое по формуле Шеннона-Винерагде К - число выделенных классов системы или интерваловгруппирования исходных данных; практике заменяется интервальными частотами. Величина Н называется энтропией.
Формула 2.12 пригодна для дискретного набора К ; при непрерывном распределении, вероятности необходимо заменить на соответствующие плотности. Понятие непрерывности при изучении информации не следует отождествлять с непрерывностью функции в аналитическом смысле. Непрерывное сообщение всегда может быть представлено дискретным. Операция преобразования исходных непрерывных данных в дискретные называется группированием или квантованием, при этомслучайной выборки; h - величина шага группирования (квантования). Возможно применение переменного шага группирования исходных данных, что повышает среднюю точность представления выборки, однако практически это неудобно для использования формулы 2.12. Для определения величины шага группирования обычно используется известная в математической статистике формула Стерджесса (см.формулу 1.7).
Для сравнения по информативности нескольких геологических факторов, имеющих различное количество классов группирования, в работах /28,59/ приводится поправка А.Б.Вистелиуоа к значению общей энтропии.где J - скорректированное значение энтропии;J - значение энтропии, посчитанное по формуле 2.12.
Выявление значимых геологических факторов для оценки горно-геологической сложности
Выявление значимых геологических факторов для оценки горногеологической сложности произведено методом коллективной экспертной оценки. Методика проведения экспертной оценки и расчетные формулы для обработки полученных результатов приведены в п.2.6.
Двадцати семи геологам СУБРа, в дальнейшем именуемых экспертами, - главному геологу рудника, старшим и участковым геологам шахт, - были предложены анкеты, табл.3.3.
Эксперт должен выставить по каждому фактору балл от 0 до 10, руководствуясь собственным мнением о значимости фактора. Эксперты имеют право на включение дополнительных факторов в анкету.
Для обработки результатов опроса экспертов составлена генеральная определительная таблица, где все факторы располагаются в ранжированной последовательности, то есть начиная с фактора, имеющего максимальную сумму баллов, данных всеми экспертами /18/, табл.3.4.
Согласованность мнений экспертов по статистическим показателям колеблется в широких пределах; коэффициент вариации изменяется от 24,2$ до 85,1$. Удовлетворительными результатами являются результаты по первым трем факторам. Однако окончательные выводы следует делать после определения величин эвристических показателей согласованности по всей совокупности факторов. Для этой цели был определен коэффициент конкордации, который располагается в области положительных значений, отличных от нуля ( Си - 0,165) и доказывает, что существует согласованность в мнениях экспертов. Положение о согласованностиокончательно подтверждает соотношение табличного и фактическогокритерия X , так как % 3,32 - существенно больше табличного, то окончательно принимается положение: согласованность в мнениях экспертов есть, и она распространяется на всю совокупность геологических факторов.
По общей погрешности определения весов факторов (=0,38, табл.3.4) отбираются наиболее значимые, которые необходимо учитывать при оценке горно-геологической сложности. К ним относятся: I) мощность полезного ископаемого; 2) наличие безрудных зон; 3) тектоническая нарушенность массива; 4) гипсометрия почвы; 5) содержание кремнезема; 6) содержание глинозема. По этим факторам произведена также информационная оценка (табл.3.5), результаты которой согласуются с результатами экспертной оценки. Фактор / - гипсометрия почвы исключен из последующей обработки для оценки сложности, так как от него непосредственно зависит фактор / - мощность, но тем не менее план в изо - -гипсах поверхности почвы построен, и этот фактор учитывается в геометрическом анализе представительного участка. Следующие два фактора J и / - содержание кремнезема и содержание глинозема хорошо описываются их соотношением, то есть кремневым модулем,
Мощность залежи является важнейшим из выявленных значимых факторов (табл.3.4). По классификации топофункций (табл.І.І) топофункция по фактору мощности имеет индекс II.2, то есть она является производной от реальных топофункций и при выявлении имеет ограниченный контроль. Такая топофункция строится по данным непосредственных замеров или путем вычитания из топоповерх-ности кровли топоповерхности почвы залежи. В данном случае поверхность изомощностей построена двумя указанными способами. Построения выполнены по вертикальным значениям мощностей. Для первого способа в основу были положены результаты маркшейдерских замеров по подготовительным и очистным выработкам.
Для построения изомощностей косвенным способом предварительно построены поверхности почвы (рис.3.2) и кровли залежи (рис.3.3). Заметим, что поверхность почвы залежи является погребенной сильно раскарстованной поверхностью рифогенных известняков; поверхность кровли имеет спокойный рельеф, незначительные плавные поднятия и опускания в направлении простирания. Топофункций, описывающие обе поверхности по табл.І.І имеют индекс 1.2, то есть это реальные поверхности ограниченно контролируемые. Построение этих поверхностей производилось по данным детального, эксплуатационного разведочного бурения и геологических зарисовок, по данным проходки подготовительных выработок и отработки очистных камер и с учетом результатов контрольных геолого-маркшейдерских наблюдений (см.п.3.2).
Окончательно сеть замеров, с учетом всех наблюдений имеет параметры 5x5 м.Сечение изогипс и изомощностей выбрано в соответствии с требованиями п.1.3 и составляет I м.
План изомощностей (рис.3,4), полученный вторым способом, является более достоверным и принимается за основной. Тогда среднеквадратические отклонения значений мощности, определяемые по плану, построенному прямым способом, рассчитаем по формуламгде и - разность значений топофункций в точках наблюдений или в точках палетки; М9 - топофункция мощности, основная; Mj - топофункция мощности, построенная прямым способом; б - среднеквадратическая погрешность выявления топофункций мощности; П - количество точек наблюдений. Эти погрешности составляют величины:- общая +1,12 м;- положительных отклонений 0,96 м;- отрицательных отклонений 1,32 м.
Характеристика и особенности ведения эксплуатационной геологической разведки на СУБРе
Заключительная стадия геологоразведочного процесса - эксплуатационная геологическая разведка, проводимая на предприятиях Минцветмета СССР, подразделяется на две подстадии:- опережающая: эксплуатационная разведка, опережающая добычные работы;- сопровождающая: эксплуатационная разведка, сопровождающая добычные работы.
По результатам опережающей эксплуатационной разведки производится уточнение контуров рудных тел, их внутреннего строения, условий залегания, качества и количества запасов полезного ископаемого для обеспечения текущего планирования горных работ. Результаты сопровождающей эксплуатационной разведки позволяют уточнить внутреннее строение рудных тел, количество и качество руды в пределах эксплуатационного блока для обеспечения опера планирования горных работ /27, 30, 31/.
Годовыми проектами эксплуатационной разведки на шахтах СУЕРа предусматривается:- уточнение положения рудного тела;- проверка безрудных площадей, оконтуренных горными выработками или скважинами детальной разведки;- определение мощности рудного тела на участках.
Бурение скважин опережающей эксплуатационной разведкиосуществляются из полевых горных выработок: штреков, ортов-заездов, восстающих (рис.4.2). Определение мощности рудного тела при сопровождающей эксплуатационной разведкв осуществляется в основном бурением шпуров (до 3-х метров) в почву панельных штреков, рудных восстающих.
При разведке безрудных площадей, выявленных в контурах подсчета запасов, параметры разведочной сети устанавливаются 25x25 м, за контуром подсчета запасов 50x50 м. В случае подсе-чения одной скважиной промышленной мощности, разведочная сеть около этой скважины сгущается до 25x25 м.
Также опережающая эксплуатационная разведка может производиться специальными горными выработками, направление которых рассматривается при утверждении горных работ на каждый месяц или специальными проектами, согласованными и утвержденными в установленном порядке.
Опробование скважин эксплуатационной разведки не производится. В горных выработках опробование производится по восьми индексам: SL02; Ав20; Fe ; ТЮ2 ; СаО ,С02 (СаС03)";...5.; PgOg . О параметрах сети опробования и способе опробования см.п.3.4.2.
При планировании средние значения геологических факторов -определяются по данным тех скважин детальной разведки, которые попадают в выемочный контур.
В действительности, закономерности пространственного размещения геологических факторов могут быть выявлены лишь на основе результатов эксплуатационной геометризации участков месторождения /5,10,89/.
Определение устойчивости пород, покрывающих рудные тела, производится по результатам бурения скважин телескопическими перфораторами в породы непосредственной кровли на глубину 4-6 м через 10-12 м по простиранию и падению. При помощи оптического прибора ЕВП-45І (456) просматриваются стенки скважин. По полученным результатам строится разрез по скважине и определяется класс пород по устойчивости. Это служит основанием для выбора параметров обнажения и расчета паспорта крепления в соответствии с "Временным методическим руководством по классификации пород непосредственной кровли и выбору конструктивных параметров камерно-столбовой системы разработки", составленным институтом "Унипромедь". /54/.
Для выявления особенностей гидрогеологических условий отработки месторождения проводятся специальные наблюдения силами отделов гидрогеолога на шахтах, в Управлении СУБРа и в Северо-Уральской комплексной геологоразведочной экспедиции (СУКГРЭ). При этом Северо-Уральские бокситовые месторождения разделены на крупные гидрогеологические блоки.
В настоящей работе вопросы сопровождающей эксплуатационной разведки, устойчивости пород непосредственной кровли и гидрогеологических условий отработки не рассматриваются, так как для решения этих вопросов необходимо проведение специальных исследований. -добычных работ произведен для представительного участка и всей шахты № 13 (Кальинское месторождение).
Для оценки уровня выполнения плана выбраны показатели,характеризующие количество и качество полезного ископаемого, себестоимость I т руды. Основанием для анализа послужил большой статистический материал, отражающий выполнение плановых заданий по очистным камерам, добычным участкам и по шахте № 13 за 3-5 лет (1978-1982 гг.).
При обработке данных использовался прием построения частотных распределений /75, 76/. Весь диапазон фактических значений уровня выполнения плана по показателям разделен на равные интервалы и подсчитано количество наблюдений, попавших в каждый интервал. По каждому вариационному ряду подсчитаны частоты. Результаты обработки представлены на рис.4.3-4.10 в виде гистограмм и в табл.4.I. Кумулятивная кривая показывает вероятность выполнения или невыполнения плановых заданий /13/.
Анализ выполнения плановых показателей охватывает периоды: месяц, квартал.Гистограммы и результаты расчетов табл.4.I показывают,что выполнение плана добычи руды не является устойчивым. Если в среднем по шахте и по блокам план выполняется (не менее 100$ по табл.4.I), то разброс показателей выполнения плана по блокам в процентах тлеет границы от 60% до 180%, рис.4.4. При этом колебания показателей выполнения плана добычи руды за месяц по шахте (коэффициент вариации 9,1%) меньше, чем по отдельным блокам (коэффициент вариации 20,7%).
