Районирование неоднородного поля месторождения на основе теории случайных множеств для планирования горных работ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.16, кандидат технических наук Лакатош, Дмитрий Валентинович

• Лакатош, Дмитрий Валентинович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лакатош, Дмитрий Валентинович

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЕОМЕТРИЗАЦИЯ КАК ОСНОВА ПЛАНИРОВАНИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ И ГОРНЫХ РАБОТ.

1.1 Геоматематическое моделирование месторождений полезных ископаемых

1.2 Поверхности, исследуемые в геометрии недр.

1.2.1 Классификация топофункций.

1.2.2 Математико-статистическая характеристика топофункций.

1.3 Определение высоты сечения изолиний топоповерхностей.

1.4 Характеристика задач оптимизации параметров геологоразведочных сетей.

1.4.1 Общие сведения.

1.4.2 Определение параметров геологоразведочных сетей.

1.5 Прогнозирование размещения геологических факторов.

1.6 Геометризация на разных стадиях геологоразведочных работ.

1.7 Основные положения системного анализа при геометризации месторождений.

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ГЕОСТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ УРУПСКО

ГО МЕДНО-КОЛЧЕДАННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

2.1 Геолого-промышленная характеристика объекта исследований.

2.1.1 Геолого-структурная характеристика Урупского месторождения.

2.1.2 Систематика разрывных нарушений.

2.1.3 Некоторые особенности морфологии и условий залегания рудной залежи на восточном фланге месторождения.

2.2 Статистическая характеристика основных геолого-промышленных параметров Урупского месторождения.

2.3 Предварительная геостатистическая оценка геолого- ^ промышленных параметров.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЙОНИРОВАНИЯ НЕОДНОРОДНОГО ГЕОХИМЧЕСКОГО ПОЛЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

3.1 Общие замечания о геохимическом поле Урупского месторождения

3.2 Математические модели оценки прерывистого поля месторождения

3.3 Математические модели оценки изменчивости контура поля месторождения.

3.4 Математические модели оценки погрешности оконтуривания поля месторождения.

3.5 Районирование нестационарного геохимического поля месторождения на основе теории случайных множеств.

3.4.1 Статика и динамика размещения поля месторождения.

3.4.2 Математические отношения и действия в поле месторождения.

3.4.3 Пошаговая корреляционная матрица.

3.4.4 Статистические характеристики функции переходных вероятностей.

4. РАЙОНИРОВАНИЕ УРУПСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (Производственный эксперимент).

4.1 Критерий для определения требуемой точности районирования поля месторождения при планировании горных работ.

4.2 Выделение геостатистически однородных подмножеств Ап в поля месторождения. 4.3 Анализ дискретных подмножеств Ап в поля месторождения.

4.4 Анализ непрерывных подмножеств Ап в поля месторождения

4.5 Оценка погрешности районирования поля месторождения.

4.5 Алгоритм районирования поля месторождения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Районирование неоднородного поля месторождения на основе теории случайных множеств для планирования горных работ»

Актуальность работы. В условиях конкурентной рыночной экономики укрепление, расширение и дальнейшее опережающее развитие сырьевой базы действующих горных предприятий медно-колчеданных месторождений невозможно без повышения комплексности и полноты использования минерального сырья, совершенствования технологии добычи и переработки концентратов, увеличения производительности труда, которые должны опираться на новые эффективные инновационные идеи и технологии.

На действующих горных предприятиях представительность и достоверность эксплуатационной геометризации, которая служит основой планирования горных работ, зависят не только от количества исходной информации, но и пространственной изменчивости • значимых горногеологических параметров. Это особенно важно, когда поле месторождения слагается из различных типов руд, имеющих различные статистические и геостатистические характеристики, а управление качеством и запасами сырья осуществляется режиме усреднения руд.

В настоящее время характеристики различных типов руд сглаживаются или недостаточно точно оконтуриваются в поле месторождения, что является причиной искажения природного размещения значимых горно-геологических параметров в пространстве недр. Это приводит к потерям и разубоживанию руд, невыполнению плановых показателей по качеству и количеству полезного ископаемого горного предприятия, а также дополнительным затратам на переработку руд. Поэтому разработка методики районирования неоднородного поля месторождения, обеспечивающая надежное и эффективное оконтуривание различных типов руд для планирования горных работ в режиме усреднения руд, является актуальной научной задачей.

Цель работы заключается в обосновании методов районирования неоднородного поля рудного месторождения на основе теории случайных множеств для обеспечения надежности и эффективности планирования горных работ.

Идея работы - установление закономерностей пространственной изменчивости значимых горно-геологических параметров, обеспечивающих районирование неоднородного поля месторождения по типам руд.

Основные научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:

1. Районирование неоднородного поля рудного месторождения необходимо производить на основе установления закономерностей пространственного размещения однородных подмножеств (участков) с применением теории случайных множеств.

2. Предложенный критерий определения требуемой точности районирования неоднородного поля месторождения при планировании горных работ позволяет определить рациональный технологический контур за счет соизмерения горного риска и затрат на разведку с учетом статистических параметров дискретных полей.

3. Методика районирования неоднородного поля месторождения должна учитывать функции переходных вероятностей по заданным горногеологическим параметрам пространственного размещения однородных подмножеств (участков) с применением разработанного алгоритма.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации подтверждаются:

• представительным объемом статистической информации по Урупскому медно-колчеданному месторождению;

• обобщением опыта по районированию и оконтуриванию прерывистых месторождений цветных металлов;

• результатами теоретических исследований;

• удовлетворительной сходимостью результатов теоретических разработок и экспериментальных данных в процессе математического моделирования и исследования фактических материалов (теснота линейной корреляции 0,86-0,88 при уровне надежности 0,95);

• положительными результатами предложенных методических рекомендаций по районированию поля месторождений по типам руд при планировании горных работ в производственных условиях.

Научное значение работы состоит в развитии общей теории эксплуатационной геометризации на основе применения методов теории случайных множеств при районировании неоднородного поля месторождения по типам руд, имеющих различные статистические и геостатистические характеристики.

Практическое значение работы состоит в разработке методики районирования неоднородного поля месторождения по типам руд, позволяющей определить рациональный технологический контур между подмножествами поля месторождения для обеспечения надежности и эффективности планирования горных работ.

Реализация работы. Методика и программное обеспечение по районированию месторождений для планирования горных работ приняты ЗАО «Геостар+» к использованию на горных предприятиях цветной металлургии.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на симпозиумах «Неделя горняка» (МГТУ- 2005, 2008гг.), семинарах кафедры МДиГ МГГУ (2006-2008гг),

Публикации. Основные положения выполненных исследований опубликованы в трех работах, изданных в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 54 рисунка, 10 таблиц, список литературы из 97 наименований.

Заключение диссертации по теме «Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр», Лакатош, Дмитрий Валентинович

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной зада чи разработки метода районирования неоднородного поля месторождения по типам руд в режиме усреднения качества на основе теории случайных мно жеств, позволяющее повысить надежность и эффективность планирования гор ных работ с учетом требований горного предприятия.Основные выводы и результаты, полученные автором, заключаются в следующем:

1. Выявлено несоответствие существующего в настоящее время метода оконтуривания типов руд конкретным закономерностям их размещения в про странстве недр, что приводит к увеличению погрешности оконтуривания типов руд и, как следствие, к ухудшению технико-экономических показателей горно го предприятия и неритмичному выполнению качественных и количественных показателей добычи полезного ископаемого в режиме усреднения качества.2. Проведен предварительный статистический и геостатистический ана лиз значимых горно-геологических показателей представительного участка и выявлены закономерности их изменения для определения возможных вариан тов районирования неоднородного поля месторождения на основе теории слу чайных множеств по типам руд.3. Исходя из технико-экономического анализа работы горного предпри ятия с учетом статистических задач I и II родов, установлен критерий опреде ления требуемой точности районирования неоднородного поля месторождения, который позволяет определить оптимальный технологический контур между различными подмножествами с учетом требований горного предприятия.4. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследо ваний разработаны методика и программное обеспечение по районированию неоднородного поля Урупского медно-колчеданного месторождения для пла нировании горных работ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лакатош, Дмитрий Валентинович, 2009 год

1. Построение, последующее корректирование и пополнение информационной системы «месторождение» на основании геолого-маркшейдерских данных. Поступление исходных данных происходит в процессе разведки, до разведки, опробования и ведения горных работ.

2. Разделение руд на геолого-промышленные типы с применением методов математической статистики, теории распознавания образов. Производится уточнение контуров геолого-промышленных типов и разновидностей руд.

3. Определение степени разведанности участков месторождения методами теории информации и количественных оценок качественных признаков.

4. Уточнение тектонической нарушенности и трещиноватости рудных залежей и вмещающих пород методами геометризации,

5. Изучение и выявление пространственных закономерностей размещения полезных и вредных свойств руд, прогнозирование закономерностей размещения по направлениям на основании анализа пространственной изменчивости.

6. Построение обобщающей модели месторождения. Установление состояний системы месторождение и выявление закономерностей перехода из одного состояния в другое.

7. Изучение состава и свойств горных пород, слагающих геологический объект.

8. Выявление естественной структуры геологического объекта: выделение естественных геологических тел, определение их формы, размеров и положения в пространстве, изучение тектонической нарушенности и др.

9. Изучение изменений представлений о геологическом объекте в связи с учетом требований техники, технологии, экономики: установление кондиций, разделение богатых и бедных руд и др.

10. Для цинка резко асимметричное распределение значений еще более выражено. Необходимо отметить также значительную неоднородность распределения цинка для медно-колчеданных руд, выраженную через появление максимумов в области высоких значений;