CC BY
23
В заключение отмстим, что для внугриконтинентального торфа Среднего Урала, в отличи от приморских торфяников, определяющими факторами торфообразования (при прочих равкк условиях) являются геоморфологический, геологический и гидрогеологический (под двум последними взаимосвязанными факторами мы понимаем состав пород, образующих ложе 1 берега торфяных залежей, а также химизм поверхностных и грунтовых вод, влияние которых а торфообразование может быть очень существенно).
Предложенная схема генетической классификации торфов Урала является первым опыте* в этой области, и ее нельзя считать завершенной. В дальнейших исследованиях она должна 6ы дополнена, в первую очередь, за счет введения в нее количественной оценки степени биохимя ческого разложения и измельчения лигниннгу-целлюлозных тканей.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Боголюбова Л.И. Генетическая классификация торфов приморских областей голоценово-торфонакопления//Литология и полез, ископаемые. - 1990. - Ы2.-С115-126.
2. Боголюбова Л.И., Котов В.А. Седиментогенез к области торфонакотления Колхидской низме* ности (голоцен)//Литология и полез, ископаемые - 1989. - N5.-0.37-58.
3. Боголюбова Л.И., Тимофее» ПЛ. Вещественный состав торфов и особенности его изменен-: в процессе утлеобраэования//Углгносные формации и угольные месторождения. - М.: Наука, 1968.-С.9; 105. '
4. Вальц И.Э. Первичные и диагенетические изменения микроструктуры растительного материал на торфяной и буроугольной стадиях//Вопросы метаморфизма углей и эпигенез вмещающих пород.- Л
Наука, 1968.-С. 15-25.
4. Вальц И.Э. Первичные и диагенетические изменения микроструктуры растительного материал на торфяной и буроугольной стадиях //Вопросы метаморфизма углей и эпигенеза вмещающих порол. Л.: Наука, 1968гС 15-25.
5- Ларгин И.ф. Торф//Горная энциклопедия. Т.5.-М.: Советская энциклопедия. 1991.-С. 166-1"
6. Тараканова Е.И. Вещественный состав торфа и строение залежи в районе Волчанска на Ура ле//Литология и полез, ископаемые. - 1973. - N2.-0141-14?.
7. Тюремнов С.Н. Торфяные месторождения.- М.: Недра, 1976.-48/С.
УДК 553/43:622/143/1(470/5)
Ю.К.Панов
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОТБОРА ПРОБ МЕТОДОМ ПУНКТИРНОЙ БОРОЗДЫ ПРИ ОПРОБОВАНИИ МЕДНО-КОЛЧЕДАННЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАЛА
Геологоразведочные и эксплуатационные работы на медно-колчеданных рудниках Урала показали целесообразность замены сплошной борозды прерывистой или линейно-точечной. При этом по линии борозды через каждые 5 см пробщик отбивает молотком или вырубает зубилом куски руды диаметром 2-4 см и ссыпает их в пробный мешок. Начальная масса пробы составляет 1-2 кг на 4 пот. м опробованного интервала. Расход времени на отбор пунктирной борозды с 1 пог. м не превышает 5-10 минут. Однако, несмотря на длительный срок применения пунктирных борозд, АО настоящего времени отсутствует надлежащее метрологическое обоснование правомерности замены сплошных борозд пунктирными.
Предлагается комплексное метрологическое обоснование отбора проб методом пунктирной борозды, основой которого являются эталонные составные линейно-точечные пробы. Реализация по ним имитационного опробования и графо-аналитическая обработка различных вариантов методом метрологических карт позволяют рассчитать необходимые и достаточные метрологические характеристики пунктирных борозд и дать практические рекомендации по их применению.
122
качестве эталонных проб используются составные линейно-точечные бороздовые пробы, 1С пробоотборником СГИ-3. Каждая эталонная проба длиной 1 пог. м состоит из 30 точечных проб (порций) постоянной геометрической базы - цилиндра диаметром 44 и 30 мм Точечные пробы располагаются по двум параллельным линиям с расстоянием центрами порций в каждой линии 70 мм. Тонхоизмельченный материал каждой точечной анализируется в химической лаборатории на содержание исследуемых компонен-
П].
Среднее содержание компонента из всех 30 порций принимается за действительное по <ой пробе JLii [5]. Подобные эталонные пробы соответствуют принципам опробования * позволяют осуществить повторный отбор различных по числу порций линейно-точечных в области геометрической базы эталонной пробы, что дает возможность реализовать юнное опробование.
При выполнении имитационного опробования все порции в эталонной пробе нумеруются 1И натурального ряда. Затем из отдельных порций составляется 11 вариантов разрежения шх линейно-точечных проб: 2 варианта, каждый из которых содержит 15 порций; 3 - по 10 порций; 6 вариантоз, каждый из которых включает 5 порций. Содержание 1еских компонентов полинейно-тэчечной пробе каждого варианта обозначается как Vi. При i означает номер варианта. Содержание компонента по эталонной пробе принимается за >й вариант при дальнейших расчетах. Графо-аналитическая обработка вариантов имитационного опробования проводится по «о составленной програ/лме CRR-M, реализованной на современных ПЭВМ в следующей ювательности.
По эталонным пробам и пробам вариантов разрежения вычисляются статистические фистики: средние значения - U, Vi; средние квадратические отклонения - Su Sv; иициенты корреляции г; уравнения регрессий Ui = а + bVi; а также значения корней эллипса tяния сопряженных измерений; критерии Стьюдента - t и Фишера -F при 5% уровне *ости а. По этим критериям следует сделать заключение о наличии - отсутствии веской систематической погрешности и равноточности - неравноточности вариантов сения относительно эталонных проб. С учетом статистических характеристик и критериев согласия - различия рассчитываются :роизводимость (точность) варианта разрежения и оценивается статистическая значимость «ческой и знакопеременной систематической погрешности. Расчеты производятся по формулам
=V(I (d-d)*)/n-l , »=1
(1)
5«= ((2Soi)/(v>u"))100 .
(2)
Sm = V(I(d-d)2)/(2(iH)) , i=l
(3)
5,= (2S:/(v4+u))100, д = d=v.-u,
(4)
(5)
П=((5¿Ь„))/Ьг)100, (6)
где - соответственно точность (воспроизводимость), абсолютная и относительная для
неравноточных (формула 1,2) и равноточных (3,4) сопряженных проб; - разность
содержаний по ьй пробе; 4 - разность средних значений по пробам ьго варианта и эталонным пробам; п - число пар сопряженных проб; Д( - классическая систематическая погрешность ьго варианта разрежения; 51 - допустимая средняя квадрагическая случайная относительная погрешность химанализа; Пт - показатель точности.
По результатам расчетов статистических и метрологических характеристик строится метрологическая карта сопряженных измерений, представляющая корреляционный график [4], на который дополнительно наносятся метрологические элементы: линия равенства, контур эллипса
123
рассеяния отдельных сопряженных проб, линия регрессии Ц =а +ЬУ и допустимая (толерантная) область нахождения линии регрессии [3]. При этом при построении линий допустимых погрешностей и толерантной области используется оценка воспроизводимости (точности ) или как метрологической характеристики, наиболее объективно отражающей структурно-текстурные особенности геометрической базы эталонных проб. Главное назначение метрологической карты опробования - выявление и оценка значимости знакопеременной систематической погрешности опробования. Знакопеременная систели^ческая погрешность считается практически несущественной. а способ опробования правильным или верным, если линия регрессии Ц=а+ на всем диапазоне измерения значений свойства не выходит из толерантной области.
Предлагаемый метод метрологического обеспечения отбора проб линейно-точечных проб реализован при обработке данных экспериментального опробования, проведенного в 1969-70 гг. кзфедрой поисков и разведки месторождений полезных ископаемых и кафедрой техники разведки Свердловского горного института на шахте Гайского медно-колчеданного месторождения.
По согласованию с рудничными геологами была опробована северная стенка орта 109 на горизонте 320 мт вскрывающего зону вторичного сульфидного обогащения с различными разновидностями руд.
Массивные сульфидные руды представляют здесь мелкозернистый агрегат пирита с полосчатым расположением выделений халькопирта, борнита и сфалерита. Прожилково-вкрапленные руды представлены рассланцованными брекчиями вторичных кварцитов, сцементированных сульфидами, среди которых встречаются прожилки вторичных сульфидов (халькозина, ковеллина) с очень высоким содержанием меди.
По стенке орта пробоотборником СГИ-ЗМ было отобрано 19 примыкающих друг к другу пометроьых проб, каждая из которых состояла из 30 порций и представляла составную линейно-точечную эталонную пробу. Таким образом, было отобрано 570 разовых точечных проб, каждая из которых проанализирована на медь, цинк и серу в химлаборатории Гайского комбината.
Содержания ко/лпонентав по анализам разовых проб-порций колебались в весьма широких пределах: по меди от 0,11 до 25,00%, при среднем содержании 6,64; по цинку - от 0,08 до 28,00%, при среднем содержании 5,57%; по сере - от 2,00 до 42,00%, при среднем содержании 22,84%. Коэффициенты вариации по эталонным пробам составили: по сере 35.18%, по меди 60,05%, по цинку 90,15%, т.е. являются типичными для медно-колчеданных месторождений.
Метрологическое обоснование проведено по содержаниям цинка как наиболее изменчивого компонента.
Из табл.1 видно, что найденное значение критериев Стьюдента (1в) для сопряженных пар эталонных проб и вариа»ггов разрежения во всех случаях меньше табличного г при 5% уровне
Таблица 1
Статистические характеристики линейно-точечных бороздовых проб (отражены содержания цинка)
Вид проб Статистически характеристики Критерии различия
чисЛО средние средние козффицмены Т ■ таол • гТаол
проб значеяия кдодратическис корреляции а =5% а =5%
и. V, отклонения ^
эталонный
0 вариант 30 11=5,57 5=3,16 - - - - -
1 вари.-игт 15 У=5,70 5=3,52 гл =0,972 0,89 2,03 2,22
2 вариант 15 ^=5,45 5=3,01 ^=0,962 0,92 2,03 ^«1,10 2.22
3 вариант 10 У3=5,45 5,=3,17 г0,=0,951 0,74 2,03 Ъ-т 2,22
4 вариант 10 ^=5,42 5=3,16 ^=0,970 1.19 2.03 ^=1,00 2.22
5 вариант 10 У,=5,33 5=3.46 гю=0,962 1,52 2,03 ^=1,20 2,22
6 вариант 5 ^=5,48 5=3,28 гл=0,86 5 0,38 2,03 ^=1,08 2,22
7 вариант 5 5=4,05 ^=0,956 0,21 2,03 ^=1.64 2,22
8 вариант 5 У,=5,40 5=3,87 гл=0,868 0,55 2,03 ^=1.50 2,22
9 вариант 5 У,=5Д7 5=3,22 ^=0,872 1,14 2,03 2,22
10 вариант 5 V, о=5,49 5,о=3,24 ^=0,894 0,38 2,03 2.22
11 вариант 5 УИ=5.17 $,-злв ги=0,871 1,52 2,03 роп=1-°1 2,22
значимости. Следовательно, различие между средними значениями содержаний цинка по эталонным пробам и средними по пробам вариантов разрежения статистически незначимы.
124
ку по отношению к эталонным пробам все пробы вариантов разрежения являются 1И или верными. Найденные значения критериев Фишера Рв во всех случаях меньше 1ЧНОГО ? при 5% уровне значимости. Следовательно, различие между дисперсными содержа-1И цинка по эталонным пробам и дисперсиями по пробам вариантов разрежения статисти-незначимо. Поэтому эталонные пробы и пробы вариантов разрежения можно считать ш. Между содержаниями цинка по пробам вариантов разрежения и эталонным глодается тесная и очень тесная прямая корреляционная зависимость (г от 0,865 до 0,972).
Таблица 2
Метролопичесхис характеристики линейно-точечных проб
ч*ы проб с теслу * «Врини
Средняя кяадратич случайная абсолютна* погреш разностей содержали
(воспроизводимость
жос ь
А.
Средняя квадратич случайная
ОТНОСКТСЛЫ'
погреш ноет. разностей содержаний (воспроизводимость) 6,.%
Допустимая средняя кяадратич. случайная относительна* химанализа
Показател > точности
Классическая систематич. погрешность опробованк! абсолютная
<1=д=у-и
Заключение о значимости систематической погрешности опробования
классическо! (по данным табл.1)
знакопеременной (по метрологическим картам)
порци I
I вариант 15 порци 1 четные
I вариант
»з 15 порци «тные
3 вариант
«з 10 порци
4 вариант «3 10
5 вариант кз 10 порци
6 вариант *з 5 порций * вариант из 5 порций 5 вариант из 5 порций
9 вариант из 5 порций
10 вариант кз 5 порций
II вариант из 5 порций
0.616
0.615 0,705 0.558 0,701 1.176 0.975 1.372 1.161 1.048 1,173
10.92
11.57 12.80 10,14 12.86 21.28 17,37 24,99 21,408 18.940 21.83
3,5
3.5
3.5 3.5 3.5 3,5 3.5 3.5 3,5 3,5 3.5
3,12
3,31
3.66 2,90
3.67 6,08 4.96
7,14 6.12 5.41 6,24
+0,125
-0.132 -0.120 -0.154 -0.245 -0,104 +0,048 -0,177 -0.309 -0.093 -0.409
Стятистичесх! незначима
То же
Имеется
Отсутствует
Имеется
Статисппеск незначили Статистическ! незначима
То же
Имеется
Анализ метрологических характеристик по данным табл.2 показывает, что линейно-точечные пробы из 15 порций сопоставимы по показателю точности с пробами из 10 порций, а показатель точности проб из 5 порций почти вдвое превышает таковой у проб с большим числом порций. Это свидетельствует о том, что точность или воспроизводимость проб из 10 порций вдвое превосходит таковые по пробам из 5 порций. Точность проб из 10 порций в-среднем в 3,4 раза превышает допустимую точность химанализа, что указывает на вполне удовлетворительную воспроизводимость их по отношению к эталонным пробам.
Классическая систематическая погрешность статистически незначительна у всех видов проб при 5% уровне значимости, но по модулю она значительно больше у проб из 5 порций, а по 11 варианту ее необходимо признать практически существенной.
На рисунке в качестве примера приведена метрологическая карта для 3 варианта имитационного опробования, которая подтверждает отсутствие знакопеременной систематической
125
Метрологическая карта сопряженных измерений (содержаний цинка по линейно-точечным пробам V и эталонным пробам Ц): 1 - контур эллипса; 2 - линии допуска 3 -толерантная область; 4 -линия регрессии;
5 - точки сопгряжгнкых проб;
погрешности, поскольку линия регрессии во всем л не содержаний цинка в пробах из 10 порций варианта не выходит за пределы толерантной оо построенной по значению +15^. Анализ всех 11 м гических карт показал, что у проб из 15 порций ' место знакопеременная систематическая погрешность
2 толерантной области для значения +1$о. (вариант I' 5 При значении +2^ линии регрессий Ц=а+ЬУ для 4 вариантов этих видов проб (1-5 варианты) не выходят
3 пределы толерантной области, и. следовательно, знак в ременная систематическая погрешность отсутствует
пробах из 5 порций все линии регрессий выходят пределы толерантной зоны для -ЫБ^, а в вариантах 7 и даже за пределы +25^. Таким образом, пробы из 5 пор резко отличаются от проб из 15 и 10 порций по ри завышения содержаний цинка по сравнению с этало ми пробами в области высоких содержаний.
Из всех исследованных проб, принимая во в временные и трудовые затраты на их отбор, наи рациональными следует признать линейно-точечные п бы из 10 порций.
6 - линия равенства
Итак, опробование медно-колчеданных месторождений Урала с достаточной надежн< и точностью можно проводить линейно-точечными пробами (пунктирной бороздой) длиной 1 состоящими из 10 порций. Метод пунктирной борозды, широко применяемый на медн:-колчеданных месторождениях Урала, таким образом, получил метрологическое обоснование основе составных эталонных проб, имитационного опробования и метрологических карт.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Альбов М.Н., Челышев Л.Ь., Панов Ю.К. Механизация отбора химических проб в горю выработках//Вопросы методики опробования месторождений полезных ископаемых при разведке эксплуатации. - Свердловск. 1969. - С174-182
2 Мягков R-ф. Об основных принципах опробования и оценки полезных ископаемых при раз! и разработке месторождений//Изв. вузов. Горный журнал - 1992. - N9. - С9-17.
3. Панов Ю.К. Метрологическое обеспечение метода пунктирной борозды при опробовании мед* колчеданных месторождений Урала. Моделирование геологических систем и процессов: Мат-лы регио* ной кснф./Перм ун-т. - Пермь, 1996. - 308 с.
4. Рудничная геология: Учебное пос. для вузов/ В Ф.Мягков. А.МБыбочкин, И.И.Бугаев и др. - М: Недра, 1986. - 199 с.
5. Тюрин Н.И. Введение в метрологию. - М: Изд-во стандартов. 1976. - 304 с.
