CC BY
20
2 Варлаков A.C. Ilcrpü.ioJHa процессов серпснтинизании гнпербазитчн складчатые облаете? Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. 224 с.
3. Варлаков A.C., Зырянов В. А. СсрпентинНзация гнпербаэигов и формирован)! месторожденийхризотип-асбеетв //Зап. Вс-ерос минерал, о-за. 2000. Ч. 129. Л; |,С 1-15
4 Золосв К.К.» Шмаина М.Я.. Медведева Т.А. Методика составления крупномасштабны: прогнозных карт по асбесту М.; Недра. 1973. 152 с.
5 Зырянов В.А. Методика исследования руд хризотил-асбеста и их типизация не пример» Бпженовского месторождения Ч Вопросы методики поисков, разведки и чромышлепной опенки месторождений хричотил-асбеста. Методические указании, Свердловск: УТГУ. 1976 С 129-138.
6 Зыранов S.A., Воронов И.К., Гурьев С.А, фнэико-химичсокМс и механические свойств; хритотил-асбеста из различных типов руд / Разведка и охрана недр 1985 .V? 1С 41 -46.
7. Кориеен Б.В.. Зырянов H.A. Зональность хризотил-асбестовых 1ал еже и н> месТОр&ЖЛбШМХ баЖсновИсоЮ подтипа' Науч. тр. / ВНИИнроектасЬест, Асбест, !982. С..44-53.
8. С'уднловскнй Г.Н. Исследование корреляционных связей свойств перил о гитов к серпентинитов как материалов строительною назначения: Авторсф. дис.... канд. геол -мин наук Свердловск. 1968 25 с.
УДК 553.43:622.142.Н470.5)
Прмяти и.В Барышева
Ю.К. Панов
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ СПОСОБОВ ОТБОРА ПРОБ ПА ШАХТЕ МИРГАЛИМСАЙСКОГО СВИНЦОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Проведенный метрологический лудит зкеперименгального опробования по обоснованик: механизированное отбора проб н забоях горных выработок и о» кернов разведочных скяажнт позволил оценить достоверность механизированных способов отбора проб, сформулировать цели ЗйЛачН. разработать методы аудита |4. 6|, что дало возможность приступить к мегрологичсскому аудиту ретроспективной информации экспериментального опробования коренных месторождений пробами малого веса |2].
При выборе объекта исследования предпочтение отдано Миргалимсайскому свинцовому месторождению по трем причинам: I) постатейно полная характеристика геологических условий пробоотбора; 2) детальное описание отбора, обработки экспериментальных проб, методов математической обработки полученной информации. 3) несоответствие рекомендаций по широкому применению точечного способа отбора лроО сложности геологических условий пробоотбора и традиционным рекомендациям о возможности его применения.
Рудное тело Миргалимсайского месторождения представляет пластовую залежь, приуроченную ко второму ленточному горизонту известняков фаменской свсты. Залежь делится на Основную. Промежуточную и Параллельную Экспериментальное опробование проводилось на Основной залежи, которая по характеру бпритнлацни, доломитизации, текстурно-структурным особенностям оруденения подразделяется на слон-пачки сверху-«низ в следующей последовательности |2] Верхняя рудная пачка доломит тированных тонкослоистых изаесшяков имеет мощность 0.5-1.3 м. содержание спиты от I до 15 %: слой массивных доломищзиропанных известняков мощностью 0.4-1.2 м, содержание свинца от I до 4 %: сдой гонколенточкых известняков, мощность 0.4-0.8 м, Содержание свинца 3-4 %; грубослоиста* пачка доломиттмроианных, баритизирооанныл известняков, мощность - 0.3 до 2 м, содержание свинца 1.5-2.5 %: давленая пачка тонкослоистого строения, мощность 0.3-0.5 м. содержание свшша от 0.5 до 2.5%
Г лавным рудным минералом является галенит, с которым ассоциируют пирит, сфалерит, кварц, анкерит, кчратщрит 11$ суперГенИьо минералов отмечаются англезит иатакомит
Характер оруденения прожилково-вкраплеиный Размер вкрапленников галенита колеблется от гонких включений до зерен, имеющих 5-7 мм в поперечнике. В преобладающем послойном! оруденеиии вкрапленность галенита изменяется от редкой рассеянной до пустсй. Мощноегь прослоек галенита колеблется ог нескольких миллиметров до 1-2, реже 5 см. Оруденслме прожилки наблюдаются во всех слоях-пачках, но» чаще всего онн приурочены к более массивным
.-убоелоистым доломи гнзирОййНИЫм известнякам. Мощность прожилок обычно но прспышпсз 1-2 реже до первых сантиммогрои Прожилки секут породу п разных импраиленпях н нередко имеют :ид сетки.
До производства экспериментальных работ по опробованию на руднике применился очень п>лоемкиЙ заднрковый способ иробоотбора. Для выбора рационального метода опробования в чистмых горных выработках экспериментши.но исследовались три метода: заднрковый. борозловып • точечный Пункты для отбора проб быт» расположены в разных типичных для месторождения местах. В каждом из г I пункта отбирали но 5 разных по весу проб, всего 255 проб Первой пбиралась шдирковая проба на плошадю 1 мг при гпубннс задира 15 см. Затем и пределах ее .^Лошади нормальной слоистости рудных лачек отбирались бороздовые пробы сечением 0.1x0.05x1;
05x0.03x1 и П.01ч0,1)1х1 м. После этого в контуре площади заднркопоЙ пробы отобраны точечные олощадные пробы. 13 каждую из этих проб отбирали по 100-120 кусочков (порций) руды, максимальным размером »-2 см. Взаимное расположение разных проб проиллюстрировано на рис. I
/т-г • »
Ю* ИЗ* Ш" ЕЭ*
Г'ис I Места отбора проб (по Е.П. З.чшсву):
I фмшшм тадмрховых проб, 2 - бороэадемс пробы о. 1 \0,05x1 м; 3 - сороааош; пробы 0,05x0.03x1 м, 4 -/мроедмые пробы 0.01x0,01x1 м; НЛП - верхняя лсмо-имя оичид, ГП - трещиноватая качка. 1Ш1 • мижшяя лсмочизя пачка. ГСП - срубосягкцегач мчкв; ДП - давленная п.мга:
I -леигочш* доломи ж ¿чрованнис. блрмпдарошшныс юьсстияхи с прослойкой >• продечюдой вкрапленностью галенита: II - гр)<5ослоисгые докмякготировзиные. Сврипоиромниыс илкстияни с видимой вкрепленкосгич) птнита и слоях и просечккх: III - «решииоьатме доломиш)и|юваниис издестнякм с ннзимоп вкрапленностью (¿лепил и слоях и просечках; IV - дрломнтюиро ваяние юмеллики ш;ойЧ£ПоА тсот>рс - дяяленая пачкя; V - воаомнтизироиишме ювесткякм пнстоооЛ структура лежачего бока; VI - вкрапленность («лен иго. VII барнтгсдеция ишепнишв, VIII -роохреиность юоестихкоа. IX • трещины, выполненные карбон,тми - импреньякией сульфиде»
Средний нес ладнркиных проб бМЛ равен 384 кг. проб борозд большого, среднеп н малого оеченйй. соответстпснно. 11,0; 5.8; 0.48 кг, малых точечных проб 0.64 кг.
Обработку и сокращение всех проб производили в соответствии с уравнением при
коэффициенте кг-0.2.
Математическая обработка чиманализов содержаний свинца экспериментального опробования включала расчет классических статистических характеристик, средних значений, разнос »ей средних, средних квадратичееки> отклонений, козффициснюв вариации и корреляции, критерия различия Стьюдептз для сопряженных пар измерений. Надежность, представительность и точность способов отбора проб оценивалась но критерию Стыодеитэ, близости статистических характеристик н так называемых конкретных ошибках. В целом применяемые математические методы обработки сопряженных измерений, предложенные И В. Барышсвым и используемые I КЗ. отвечали уровню аналогичных исследованийтех лет (7]
На основании экспериментальною опробования в сложных геологических условиях прибоотбора Миргалимсайского месторождения сделаны следующие выводы:
1. Пробы малою веса (0.5-0,6 кг) показали такие же точные и надежные результаты, как и заднрковые пробы, средний вес которых равен 384.0 кг
2. Случайная погрешность средних значений содержаний свинца в пробах сопоставляемых методов уменьшается по мере увеличения числа проб, по которым зги значения вычисляются
3. Практикуемая глубина тадиркп 15-20 см может быть уменьшена до 1-2 см Уменьшение глубины заднрки позволит широко применить задирковын метод как самый надежный в любых гппжмы* уелгшкяч нробпотборм
А. Сечение борозды 2x2 - 3x2 см. но-нидимому. может быть пришло в качестве стандарта для опробования месторождения.
5. Точечный плошалный метод является надежным, точным, шбким, оперативны»« и выгодным но затрате средств и времени
Hi пяти пунктов выводов можно согласнгься только со вторым. Оптимистические рекомендации в отношении широкого применения проб малых весов, особенно 'очечного площадного иробоотбора. требуют проверки метрологическим аудитом.
При проведении метроло! ичсского аудита за эталонные конпхмьнме приняты ширконые пробы, за рядовые, контролируемые бороздовые и точечные. Статистические и метрологические характеристики рассчитывались с учетом структуры корреляционных полей Окончательньс выводы делались по гомогенным корреляционным нолям J6J
Графоаналитическая обработка корреляционных полей проводилась по специально составленной программе CRR-M, реализованной на ПЭВМ, в следующей последовал ельностн.
Сначала вычислялись статистически характеристики: средние значения У. f. , средние квадратические отклонения Si. . коэффициенты вариации Кг. У; коэффициенты корреляции rt,¡; уравнения регрессий; значения корней эллипса рассеяния сопряженных измерений; критерий различия Стыодеита - г и Фишера F при 5 % уровне значимое!и а. По критериям делилось заключение о наличии -отсутствии классической систематической потрешности и равноточности эталонных и контролируемых проб 'Затем рассчитывались по ранее опубликованным формулам |6|
метрологические характеристики: . S, . . 5,, - соответственно. точность (воспроизводимость)
абсолютная и относительная для пераипоточных и равноточных сопряженных проб; ПГ показатель точности.
При построении метрологических карт совокупностей ретроспективной информации результатов -экспериментального опробования впервые применены генерализованные. контурные метрологические карты, основанные на принципах генерализации традиционных географических и геологических карт [I].
Необходимость в генерализации обычных метрологических карт обусловлена тем. что при аудите больших по объему выборок сопряженных измерений (н>30) разных способов отбора проб обычные метрологические карты становятся трудночитаемыми и теряют свою наглядность из-за того, что рои точек поля корреляции подавляет, маскирует метрологические элемент кар! Контурная метрологическая карта отличается от обычной тем. что па ней отсутствуют точки (сопряженные измерения) корреляционного поля, а наносятся только метрологические элементы: линии равенства. рргрсгг.мП,.nmiyfiwnn контуры члинпсон рассеяния
Результаты математической и графической обработки сопряженных проб представлены в табл 1,2 и на рис. 2.
Из табл I видно, что между содержаниями свинца по сопряженным задирковым и бороздовым и точечным пробам наблюдается очень тесная корреляционная зависимость, что свидетельствует о высокой степени сопряженности проб Вычисленные значения коэффициент
тьюдагта подтверждают статистическую незначимость классической систематической грешности, а критерии Фишера - равиоточность задирковых и контролируемых бороздовых и точечных проб. По показателю точное™ контролируемые пробы по отношению к контрольным Чирковым относятся все к средней категории точности. При этом наибольшая точность отмечается лтя бороздовых проб сечением 3x5 см, а наименьшая для бороздовых проб сечением 1x1 см. Точность проб м&тых масс ниже, чем борездовых проб традиционных сечений 5x10 и 3x5 см.
Таблица 1
Статистические и метрологические характеристики сопряженных проб различных способов пробоотбора относительно эталонного способа
Назначение, параметры, индексация проб и варшшты эксперимента ЗадирковыА Короэдоиый Точечный
эталенные контролируемые 100-120 точек на 1 м2
0,15x1x1 м Со 0.1x0 05x1 м 0.05x0 03x1 м 0,01x0.01x1 м Ух
Статистические характеристики
Число проб, п 51 Я 51 51 51
-Галинезначения !',.("'>% 4.19 4.33 3.92 4.18 4.54
Срслние квалрагичные отклонения. 3. 0 3.44 2.88 3.51 3.60
Коэффициенты вариации V,, , % 73.98 79,44 73.47 83.97 79.30
' Коэффициенты корреляции Г^ • ♦0.93 ■♦0.94 ♦0.92 4 0.92
К-ктсрии Стьюдента • 0.53 1.82 0.05 1.75
Критические значения критерия Стгюдента при 5 % уровне значимости - 2.01 2.01 2,01 2.01
Критерии Фишера. ^У,((/и) • 1.23 1.16 1.28 1.35
Критические значения критерия Фишера ти 5% уровне значимости /■'.■< • 1.60 1.60 1.60 1.60
Мстродэгичсский характеристики
Классическая абсолютная систематическая по1решность. До % • »0.14 -0,27 -0.01 ♦0.35
Абсолютная точность. S(t|, % ■ 0.90 0.75 0.98 1.01
Относительная точность, с>0,. % - 21.13 18.50 23.44 23.14
Допустимая точность химанализа. 6Х, % относительных • 6.00 6.00 6.00 6.00
К, Показатель точности. ПТВ- • 3.52 3.08 3.90 3,86
Анализ метрологических карт (см. рис. 2) свидетельствует, что бороздовые пробы сечением 5x10 см, 1x1см и точечные пробы имеют знакопеременную систематическую погрешность относительно эталонных контрольных задирковых проб. Все эти пробы в области содержаний свинца более 7-8 % систематически завышают его содержание по сравнению с задирковыми пробами. При этом наибольшее завышение характерно дли проб сечением 5x10 см и точечных проб. В бороздовых пробах сечением 3x5 см знакопеременная систематическая погрешность отсутствует. Следовательно, бороздовые пробы сечением 3x5 см являются наиболее предпочтительными по совокупности метрологических характеристик, так как они имеют самую высокую точность и лишены классической и знакопеременной систематической погрешности. По отношению ко всем сравниваемым пробам, кроме задирковых, бэроздовые пробы ссчснием 3x5 см могут рассматриваться как наиболее рациональные и условно приняты зя эталонные. Анализ табл. 2 показывает, что рациональные бороздовые пробы характеризуются высокой степенью сопряженности с контролируемыми, так как коэффициенты корреляции варьируют от 0,91 до 0,94. Расчетное значение критерия Стыодента указывает на статистически значимую классическую систематическую погрешность бороздовых проб сечением 5x10 см и точечных проб относительно рациональных бороздовых. Наблюдаемые значения критериев Фишера подтверждают равиоточность рациональных
и контролируемых проб. Категория точности бороздовых проб сечением 5x10 см средним; бороздовые пробы сечением 1x1 см и точечные пробы относятся к удовлетворительной категории Таким образом наблюдаемся большее сходство по точности проб традиционных сечений, чем с пробами малых масс
Таблица 2
Статистические и метрологические характеристики сопряженных проб относительно рациональных бороздовых проб сечением 5x3 см
Пкыычсипе иреб Эшампм Kiiiii|v:iiipvcMWc
Параметры проб 0 U5xO,ОН 1 vi 0.1.40.05x1 м 01)1x0 01x1 м 100-120 тпч** I '-faM ,
Инлсксы мк>б и ыриднтон этеясвимсит* 1
Стптисписсхие характеристики
Число проб, н 51 5Г Í1 4
Коэффициенты корреляции >\ • ►0.44 -0.9! •0.92
Критерии Сгыодента. • Д.41 1.24 2.1*5
Критерии «Ьиикрп. FVy 1.4? М" 1,5*
Ч1строл«ичсскис характеристики
Клиссичсскля абсолк чна» сиетемшнамекай ншреннкчгт».. Л. % • -0.41 -0.26 -0.62
Абсолкттч пучность. SQ,. *■'* • 0.87 1.06 1.05
Относиюлыюх ТОЧНОСТЬ, . ч. 21 09 26.17 24.82
Допустим ii)4Mi>L'tk >M\Mu«att«d, Л(. •оптнОсИтИ.шм • 6.0U 6.011 6.0»
llnxmatcibTOMiiúClil. IIT^ 3.52 4.36 4.M
Анализ метрологических кар! для сопряженных проб, рассмотренных втабл 2,. подтверждает наличие знакопеременных систематически» погрешностей 1зк. по отношению к рациональным бороздовым пробам в области высоких содержании более 5-6 % наблюдаете« систематическом завышение содержаний но бороздам меньших и больших сечений и точечным пробам. Однако наибольшее завышение содержаний отмечается для бороздовых проб малого сечения и точечных: проб. Подводя итог по совместному анализу табл. I и 2 и метрологическим картам, констатируем, чти наихудшие метрологические характеристики имеют точечные пробы, тнаконеременную-систематическую погрешность относительно заднрковых проб, классическую систематическую ю знакопеременную систематическую погреш-шеть относительно рациональных бороздовых проб. К целом пробы малых масс обладают худшими метрологическими характеристиками по сравнению с заднрковыми пробами и бороздовыми пробами нормальных сечений
Систематическое завышение содержаний свинца по бороздовым пробам ссченисм 5x10 см, 1x1 см и точечным пробам относительно мдирковых проб обусловливается широк« распространенным избирательным выкрашиванием сульфидных минералов цветных металлов при ручном пробоотборс 13 процессе отбора бороздовых проб с выполнением принципа равных объемов неизбежно происходит дробление материала, распределение размера частиц которого подчиняется логарифмически нормальному закону [3]. Стадо быть, чем меньше сечение борозды, том больше должен быть выход мелкой фракции отбитых частиц рулы а поскольку мелкая фракция обогащена сульфидами, в нашем случае галенитом, то больше должно быть содержание свинца но пробам меньшего сечения относительно эталонных заднрковых проб Эта закономерность на практике часю искажается из-за потери мелких фракций три сборе отбитого материала пробы в пробоприемные емкости. Маш опыт работ по экспериментальному опробованию медноколчеданных и контактово-метасомптических месторождений мели показал, что лаже при отборе гор» зоталынг ориентированных бороздовых проб необходимо очень тщательно собирать о:бшый вручную материал в подвешенный под бороздой брезент и в брезент, расстеленный на почве горной выработки. При этом необходимо производить полный сбор мелкой фракции с поверхности брезента
помощью щетинных и металлически* щеток. Несоблюдение :ггнх требований нриводтгт к ¿мижению содержаний металла. маскирснюе завышенных содержаний «л счет избирательного Окрашивания сульфидов на операции огбора проб. Пониженное содержание свинца и пробах .¡Чйиием 3x5 см может бьпь объяснено только потерей материала л процессе его сбора. Неполный :бор продуктниной мелкой фракции, как и избирательное выкрашивание галенита, присущи воем • РНТролируемым способам пробаотборз. И ж» настораживает. поскольку при ионном сборе мелкой фракции систематическое завышение содержаний свинца по пробам малых весов будет ише "ольшнм
Рис. 2 Метрологическая (А) и контурная метрологическая карга (В) сопряженных проб по удержаниям евин па
I - точки М0рнж<пиШ измерении Iпроб); 2 ЗКИин рапсистм. 1 - линии рсгрсссни', 4 - .»«кии запуски.
' - »пиIур жишса: С ммеря влриантеш >сснср1шснга 7 (фактическое гаппилсммс аполитических лнвкй лку\ зарйшоо» л^нернмеша
Выводы
1. Во всех контролируемых пробах, кроме бороздовых сечением 3x5 см, наблюдается систематическое завышение содержаний свинца относительно эталонных эадирковых проб.
2. Пробы малых весов имеют худшие метрологические характеристики, чем пробы повышенных весов.
3. Наихудшие метрологические характеристики имеют точечные пробы. Поэтому точечный способ отбора на Миргалимсайском месторождении неприемлем.
4. Недопустимо снижать глубину задирки до 1-2 см, поскольку при таких параметрах задирковая проба приобретает метрологические характеристики точечной пробы, становится недостоверной и теряет стату с эталонной пробы.
5. При избирательном выкрашивании галенита очень трудно реализовать на практике принцип равных объемов при сборе бороздовых проб сечением 2x2 и 1x1 см.
6. В качестве стандартных при опрсбовании руд в коренном залегании должны применяться бороздовые пробы сечением 3x5 см и длиною ] пог. м, имеющие наилучшие метрологические характеристики.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Берлянт A.M. Образ пространства: карта и информация. М.: Мысль, 1986. 240 с.
2. Зайцев Е.П. Опробование коренных месторождений и добытых рудных масс пробами малого веса. М., 1958. 102 с.
3. Колмогоров А.Н. О логарифмически-нормальном законе распределения частиц при дроблении // Доклады АН СССР. 1941. Т. 31. X? 2. С.56-58.
4. Панов Ю.К., Еговисва H.H. Метрологическое обоснование бороздового опробования на Березовском золоторудном месторождении У/ Проблемы геологии и разведки месторождений золота, извлечения благородных металлов из руд и отходов производства: Мат-лы Между нар. науч.-технич. конф. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1999. С.75-78.
5. Панов Ю.К. Метрологический аудит бороздового опробования рудных тел на шахте Васнльковского золоторудного месторождения // Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья с извлечением благородных металлов: Тр. Мсждунар. науч.-технич. конф. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2002. С.72-76.
6. Панов Ю.К. Метрологический аудит механизированного опробования кернов разведочных скважин // Изв. УГГГА. Вып.15. Серия: Геология и геофизика, 2002. С. 136-143.
7. Смирнов В.И. Геологические основы поисков и разведки рудных месторождении. Учебное пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1957. 588 с.
УДК 658.5:550
А.Б. Макаров
О КЛАССИФИКАЦИИ ТЕХНОГЕННО МИНЕРАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Происходящее в последние столетия накопление отходов горнопромышленного, металлургического, топливно-энергетического и других производств привело к формированию техногенно-минеральных месторождений (ТММ), т. е. скоплений минерального сырья, созданного человеком, которые уже можно перерабатывать с экономической выгодой. Наиболее значительными объемами характеризуются отходы горнодобывающей отрасли. За 300 лет ее функционирования в России накоплено не менее 100 млрд т горнопромышленных отходов, в том числе пригодных для производства строительных материалов учтено около 40 млрд т. Технологическим и экологическим аспектам, касающимся переработки подобных образований, в настоящее время уделяется большое внимание, однако в большинстве случаев остаются слабо изученными вопросы, касающиеся геологии и минсралого-геохимических особенностей этих образований, их взаимодействия с природной окружающей средой.
