Моделиране показатели на находища на подземни богатства и свързани с тях обекти чрез компютърни системи


Стационарност на основен геоложки фактор (съдържание на мед) проверка или приемане априори? [6]



страница4/11
Дата06.01.2017
Размер0.84 Mb.
#12097
ТипАвтореферат
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

2.1. Стационарност на основен геоложки фактор (съдържание на мед) проверка или приемане априори? [6]


Стационарността на геоложките фактори, чрез които се оценяват находищата, особено тези на металогените, има теоретична и методична значимост. Чрез апарата на стационарните случайни процеси може да се изследва нееднородността на вътрешния строеж на природните натрупвания на подземни богатства и се извърши количествено описание на наблюдаваната изменчивост, с отделяне на елементите на нееднородност в зависимост от геометрията на проучвателната мрежа. В дисертационния труд е изследван стационарният характер на т. нар. пространствени променливи (вслучая съдържание на мед) чрез математическото очакване, дисперсиите, автокорелацията и т.н.


2.1.1. Хипотеза за стационарност на геоложки показател - форми и някои приложения


В практиката се е наложило становището, че прилагане на апарата на случайните функции при пространственото моделиране на свойствата и показателите на находището, е възможно, ако изменението на показател е стационарно. Въпросът за стационарността всъщност е въпрос за коректен избор на мащаба на разглеждане на анализираното явление.

В специализираната литература по геостатистика често се срещат препратки към теорията за стационарността, а в някои източници се твърди, че стационарността е необходима за прилагане методите на геостатистиката на практика.

В геостатистиката се приема допускането, че една променлива е стационарна, ако нейното разпределение е инвариантно към транслации в пространството (т.е. не зависи от местоположението). Така стационарната случайна функция е хомогенна и се повтаря в пространството, което дава възможност за статистически изводи въз основа на единични реализации. Съществуват различни форми на стационарност:



Силна (строга) стационарност. Нека Z(x) е случайна функция, например съдържание на мед в проба с координати х. Тази случайна функция е строго стационарна, ако за всяка произволно дълга извадка от проби (x1, x2, …, xn) и всяко произволно изместване на разстояние τ на извадката - (x1 + τ, x2 + τ, …, xn + τ), разпределението на случайната функция остава едно и също. За да се провери това изискване е необходимо да се проверят за еднаквост всичките моменти на произволна извадка със всякакви нейни транслации в пространството.

Слаба (отслабена) стационарност. Тя още се нарича стационарност от втори ред. В този случай се проверяват за постоянност само първите два момента – математическото очакване (средната стойност) и ковариацията на различни транслирани една спрямо друга извадки

Вътрешна хипотеза. В този случай се твърди, че съществува стационарност от втори ред, ако за разликата между две извадки, т.е. Z(X) - Z(X + τ) са изпълнени условията:

1) E(Z(X) - Z(X + τ)) = 0 за всяко X и τ,

2) γ(τ) = 0.5 Var[Z(X) - Z(X + τ)].

Слаба стационарност с дрейф. В някои случай в изследваната случайна величина се наблюдава наличието на тренд в някакво направление. Тогава тя може да се представи като сума от тренда и остатък (residual) Z(X) = Y(X) +Tr(X), където Y(X) е остатъка, а Tr(X) е тренда - гладка функция независеща от Y(X). Случайната функция Z(X) е слабо стационарна с дрейф, ако за Y(X) са изпълнени условията на вътрешната хипотеза, а Tr(X) е линейна комбинация от известни независими функции.

Как да се определи стационарна ли е променливата? Един от начините, даващ отговор на този въпрос, е изследване характера на структурната функция/вариограмата.

Съществува обаче и друга гледна точка. Стационарността (в чист вид или в нейните слаби форми) се определя от свойствата на случайната функция – именно функцията за цялата съвкупност, а не по няколко примера (проби) от единствената реализация.

В по-късните етапи на изследване на характера на изменение на геоложките фактори, с включване на данните от предварителното и експлоатационно опробване обемът и плътността на информацията значително нарастват и дават възможност за формиране на реализации на функцията на изменение в различни местоположения и направления.

2.1.2. Обект на изследване


Находище „Елаците” - Етрополска Стара планина е открито през 1952 г. и детайлно проучено през периода 1959 – 1968 г Пространственото разпределение на основния полезен компонент – съдържание на мед в рудното тяло е изследвано достатъчно пълно и е описано подробно още в първите геоложки доклади. По-късно (1993 г.) е извършена геометризация за разпределението на съдържанието на мед и други минерали като са използвани данни за групови проби от детайлното проучване (20959 бр.) и данни от експлоатационното проучване (2509 бр.).

В рудите от находището са установени 61 минерала – 48 рудни и 13 нерудни, като главните рудни са халкопирит и пирит. Рудите в находището, предвид изискванията на обогатителните технологии, са разделени на три сорта: сулфидни – с окисна мед до 10 %,; смесени – с окисна мед от 10 до 30 % и оксидни – с окисна мед над 30 %.


2.1.3. Технология на изследване и анализ на резултатите


Целта на настоящото изследване е определяне на характера на съдържанието на мед между хоризонти 1015 и 940 по отношение на неговата стационарност. За осигуряване на по-голяма масовост на данните са използвани стойностите на показателя от етапа на експлоатационното проучване (7327 проби в 6 хоризонта).

Технологията на изследването изисква формиране на редове от информация за съдържанието на мед – реализации на случайната функция, представяща изменението му в определено произволно направление през определена стъпка τ. Поради несъвпадането на направленията на изследване с мрежата на опробване е приложен следният подход: изчисляват се координатите на точките по избрано направление през стъпка τ и след което се изчислява притеглено средно на съдържанието на мед от пробите попадащи в околностите на точките със зададен радиус на търсене. Теглата на пробите, които са по-близо до центъра на околността са по-големи. За всеки експлоатационен хоризонт се изчисляват стойностите на съдържанието на мед по 12 радиално разположени около геометричния център основни направления (Фигура 2.1.1) и след това за всяко направление тези стойности се изчисляват за още 60 успоредни на него направления (Фигура 2.1.2).


Фиг. 2.1.1. 12 основни радиални направления, хоризонт 1015, стъпка 35m, брой точки 20


Фиг. 2.1.2. Успоредни на едно радиално направление


За извършване на изчисленията са разработени 3 макроса на Microsoft Visual Basic® for Applications (VBA):

  1. За изчисляване координатите на по 2 крайни точки от основните радиални направления. Програмата намира геометричния център на всички проби в хоризонта, намира двете най-отдалечени проби и след това намира ротациите им около геометричния център според броя на радиалните направления.

  2. За изчисляване координатите на по 2 крайни точки от успоредните на дадено основно направление. Програмата намира транслираните през зададеното разстояние крайни точки на успоредните линии, като половината линии са от едната страна на направлението, а друга половина от другата страна.

  3. За изчисляване претегленото средно на съдържанието на мед по дадено направление през зададена стъпка и радиус. Програмата намира координатите на точките от направлението през зададената стъпка, изчислява претегленото средно от съдържанието на пробите попадащи в кръга със зададения радиус.

З всеки хоризонт са изчислени 12 основни радиални направления, а за всяко направление са изчислени по 60 успоредни на него направления на разстояние едно от друго от 10 m. По всяко направление са изчислени 150 притеглени средни стойности на съдържанието на мед през стъпка 5, радиус 10. По този начин за всяко от 12-те основни направления са получени в табличен вид ансамбли от по 61 успоредни реализации на случайни функции. За всяко сечение отместено на стъпка τ в даден ансамбъл (61 точки) са определени математическото очакване и дисперсията.

Освен това са определени чрез STATISTICA 7 стойностите и графиките на автокорелационните функции на реализациите за всички направления.



Фиг. 2.1.4. Автокорелационна функция - хоризонт 985 - направление 1-1


Във всяко от основните направления за отделните хоризонти се наблюдава сходство в характера на изменение на съдържанието на мед и степента на отклонение. Подобно сходство се забелязва и между отделните основни направления, което подсказва за изотропен характер на изменение на изследвания геоложки показател и в границите на всеки хоризонт. Слабото изменение на математическото очакване и дисперсията дават основание за издигане хипотезата за стационарност от втори ред на съдържанието на мед (Фигура 2.1.5).

Анализът на стойностите и графиките на автокорелационите функции (72 броя) за основните направления, за всеки хоризонт показват, че те имат намаляващ характер, което доказва наличието на стационарност на случайната функция – изменение на съдържанието на мед в отделните хоризонти и в различните направления за тях. В някои случаи се забелязва и периодичност в изменението на автокорелационите функции, което предполага и периодичност в изменението на случайните функции.


Фиг. 2.1.5. Математическо очакване и дисперсия на две направления на шестте хоризонта


2.2. Класификационен и клъстерен анализ в медно находище за целите на оперативното планиране на добива в открит рудник [5]

Класификацията и клъстеризацията са изследователски средства за анализ на данни, които насочват към групиране на различни обекти по такъв начин, че степента на близост между два обекта да е максимална, ако те принадлежат към една и съща група и минимална в обратния случай. Тези изследователски средства са приложени за целите на откриването на наличие на определени класове и клъстери и очертаване на тяхното положение в работния хоризонт. Благодарение на този анализ се решават следните по-значими задачи важни за минно-добивната дейност:



  • определени са границите на еднородни, по отношение на съдържанието на мед и сяра, зони (класове) в отделните добивни хоризонти,

  • определяне на класове, обособени по съчетание на полезен и вреден компонент

  • проследено е присъствието и изменението на едни и същи класове в добивните хоризонти, разгледани в дълбочина,

  • предложена е авторова програма за намиране разделението на определен клас в един хоризонт на клъстери и определяне границите и площта на посочен (изборно) клъстер – основа за изчисляване количеството полезен компонент в него,

Разкриването на наличие на еднородни участъци (класове и клъстери) и качественото им и количествено описание подпомага минното планиране и снижава риска при вземане на технологични решения.

Изследването е извършено за условията на находище Асарел. В него са формирани са три типа мед: първично сулфидна, вторично сулфидна и окисна. Основен неруден минерал е кварца. Халкоцитът и ковелинът от вторичните сулфидни руди са с промишлен интерес. Оксидните руди имат голямо сярно съдържание. Минерализационната ера е над кредата. Зоната на главния вид руда е 1200 m, на вторичния вид е 120 m, а на оксидния – 12 m от земната повърхност. Средното съдържание на мед е около 0.4%.

Получената геолого-маркшайдерска информация от детайлното, пред ескплоатационното и експлоатационното проучване е база за извършения анализ. Данните носят следната информация – пространствени координати, съдържание на мед и съдържание на сяра.


Каталог: docs -> N Juri
N Juri -> Конкурс за академична длъжност "Доцент" по професионално направление 8 „Проучване, добив и обработка на полезните изкопаеми", специалност „Обогатяване на полезни изкопаеми"
N Juri -> Конкурс за професор по Професионално направление Науки за земята
N Juri -> Конкурс за професор по научно направление 8 „проучване, добив и обработка на полезни изкопаеми" специалност „минно строителство"
N Juri -> И. Паздеров І. Дисертация и публикации, които са части от дисертационния труд
N Juri -> 19. Резюмета на трудовете, с които кандидатът участва 7а. Научни публикации до получаване на онс „Доктор“ (научна степен „Кандидат на техническите науки“), 1978-1988 г
N Juri -> Конкурса за получаване на научното звание "професор" по Професионално направление „Проучване, добив и обработка на полезни изкопаеми"
N Juri -> Конкурс за академичната длъжност „професор" по професионално направление Проучване, добив и обработка на полезни изкопаеми, специалност "Техника и технология на взривните работи" за нуждите на катедра Подземно строителство
N Juri -> С п и с ъ к на научните и научно-приложните трудове на доц д-р Венелин Желев Желев
N Juri -> Конкурс за академичната длъжност „професор" по професионално направление Икономика, специалност „Икономика и управление по отрасли"
N Juri -> Конкурс за академичната длъжност „професор" по професионално направление 13. Общо инженерство, научна специалност „Индустриален мениджмънт"


Сподели с приятели:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница