книги из ГПНТБ / Денисов, С. А. Вопросы достоверности опробования и разведки рудных месторождений

Т а б л и ц а 8

Количество проб, сменивших сортность при повторном опробовании, % от общего количества

Разделительный уровень в долях среднего значения показателя

Номер

объекта

Следовательно, из-за неравномерности в распределении полезного компонента при отборе повторной пробы даже в максимально возмож­ ной близости от первой пробы, как правило, будет устанавливаться

Рис. 10. Графики упорядоченного (у) и сопряженного (с) распределения содержаний по декадам:

содержание, отличающееся от показателей в первой пробе. Величина этих отличий может быть использована для оценки представитель­ ности пробы.

При наличии некоторого содержания в первой пробе при повторном опробовании наиболее вероятно снижение содержания в участках повышенного качества и повышение в участках пониженного качества

30

по данным первого опробования. Это явление («эффект сортировки») отмечено во всех случаях повторного опробования.

Эффект сортировки, по-видимому, объясняется дискретностью рас­ пределения полезного компонента, вследствие чего наши оценки содер­ жаний в пробах имеют вероятностный характер. Это приводит к тому, что граница между сортами руд не может быть проведена точно, появ­ ляется неучтенное разубоживание (в обогащенных участках) и неучтен­ ные потери (в убогих участках).

Проявление эффекта сортировки зависит главным образом от двух факторов — степени изменчивости содержаний, выражаемой коэф­ фициентом вариации, и уровня бортового содержания, по которому производится разделение проб на обогащенные и убогие. Эту зависи­

Если при разведке и оценке месторождения границы рудного тела устанавливаются поданным опробования, а при этом, как известно, про­ исходит разделение проб и характеризуемых ими интервалов на кон­ диционные и некондиционные, то проявление «эффекта сортировки» неизбежно. Это следует учитывать при выработке рекомендаций и реше­ нии вопросов методики оконтуривания промышленных руд.

Необходимо обратить внимание и на другой весьма важный ре­ зультат, полученный при обработке материалов повторного опробова­ ния. В табл. 8 приведены количества проб, которые могут менять свою сортовую принадлежность при повторном опробовании, т. е. переходят из кондиционных в некондиционные, и наоборот. Как видно по данным табл. 8, значительное количество проб имеет неустойчивую сортовую характеристику. Проявление эффекта сортировки можно оценить при помощи анализа графиков распределения проб на декады. Для эторо необходимо построить и рассчитать как упорядоченный, так

исопряженный графики распределения для обоих рядов опробования, т.е. оценить отклонение корреляционных зависимостей между пока­

зателями в двух рядах опробования.

Возможны различные соотношения между изменчивостью в упоря­ доченном и сопряженном рядах проб. Во-первых, пробы второй выбор­ ки распределяются по декадам также упорядоченно и коэффициент ва­ риации будет иметь максимально возможную для данной выборки величину. Во-вторых, упорядоченность нарушена и величина коэф­ фициента вариации снизилась. В-третьих, в сопряженных пробах рас­ пределение признака по декадам равномерное и коэффициент вариа­ ции равен нулю.

Отношение коэффициентов вариации сопряженного распределения к коэффициенту вариации упорядоченного дает величину коэффициента корреляции, которая в соответствии с изменениями величин коэф­ фициентов вариации может меняться от 1 до 0. При этом определение знака (прямая или обратная корреляция) производится при рассмотре­ нии графика или таблицы.

Примеры оценки представительности отдельной пробы по ряду мес­ торождений приведены в табл. 9. Для компенсации влияния случай-

31

ной изменчивости распределение производится дважды, при этом пробы первого и второго опробования меняются местами.

При отборе совмещенных проб коэффициент корреляции существен­ но отклоняется от единицы (0,63—0,82), а при опробовании противо­ положных стенок становится менее 0,50. Степень нарушения корре­ ляции является оценкой представительности пробы. Чем ближе коэф­ фициент корреляции к единице, тем выше представительность пробы. Таким образом, характеристика сопряженного распределения показа­ телей по декадам позволяет дать сравнительную количественную оцен­ ку представительности проб. Полученные нами данные указывают на низкую представительность отдельных проб.

Кроме оценки средней представительности пробы через коэффици­ ент корреляции, сопоставление упорядоченного и сопряженного распре­ деления позволяет дать количественную оценку проявлению эффекта сортировки.

32

П ро до л'ж е н'ие табл. 9

Если взять величины показателя по декадам в упорядоченном и сопряженном распределениях в виде накопленных процентов, начи­ ная с десятой, наиболее обогащенной декады, и выразить накопленные сопряженные показатели распределения в процентах от накопленных упорядоченных, то получим количественную оценку проявления «эф­ фекта сортировки» (рис. 11).

Из 4 рассмотренных примеров месторождений ясно видны сущест­ венные различия в степени проявления эффекта сортировки. Макси­ мальная степень проявления эффекта (завышение содержания) колебле­ тся в пределах 44—23%, а уровень 5% завышения содержания в обога­ щенной части достигается при бортовом содержании, принимаемом на уровне II, III, IV, IX декад в различных месторождениях.

Колебания степени проявления эффекта сортировки имеют связь с коэффициентом корреляции; чем ниже коэффициент корреляции, тем выше степень проявления эффекта сортировки. Результаты исследова­ ния представительности проб и эффекта сортировки следует учитывать при анализе и интерпретации фактических данных опробования.

Оценка представительности проб необходима прежде всего для то­ го, чтобы правильно их использовать. Например, если повторное опро­ бование установило низкий коэффициент корреляции между двумя

рядами опробования, то нельзя чрезмерно дробить индивидуально оцениваемые участки (блоки), а, учитывая фактическую представи­ тельность единичной пробы, следует укрупнить блоки до размеров характеризуемых достаточной совокупностью проб. Размеры этой до­ статочной совокупности должны определяться изменчивостью распреде­ ления оруденения с учетом нарушения степени корреляции в дубли­ рующих рядах проб. Необходимость опираться на данные группы проб должна учитываться и при решении вопросов оконтуривания руд­ ных тел. Чем ниже представительность единичной пробы и пересе­

чения, тем больше проб требует­ ся для достоверной оценки сред­ него, поэтому проводить контур рудного тела сложной формы, опирающийся на единичные пере­ сечения с высокой концентраци­ ей, не следует. Надо стремиться к оконтуриванию по пересечени­ ям пониженного качества, рас­ положенным на площади рудно­ го тела возможно простой формы.

Во всех случаях установле­ ния пониженной представитель­ ности единичной пробы или пересечения рудного тела необ­ ходимо принять меры для мак­ симально возможного ее повы­ шения. Этого можно достичь различными путями, во-первых, повышением веса пробы, т.е. переходом на пробы большего сечения, заменой бороздовых

проб задирковыми, задирковых валовыми, переходом на отбор в пробу всего керна, увеличением диаметра бурения; во-вторых, увеличением числа отбираемых проб, отбором нескольких бороздовых проб в горной выработке, повторным пересечением рудного тела скважинами с по­ мощью искусственного искривления.

Установить, какой из перечисленных способов более рационален, можно в конкретных условиях, но ясно, что задирковые и валовые пробы должны сохранять свои контрольные функции, а в качестве рядо­ вых проб их применение нерационально. Значительного эффекта в повышении представительности данных опробования можно достигнуть применением дублирующих геофизических методов определения содер­ жания в массиве без отбора пробы, особенно в скважинах.

Следует дать оценку опробованию горных выработок. Общепризна­ но, что горные выработки по сравнению с буровыми скважинами обла­ дают более высокой представительностью. Если иметь в виду всю сум­ му представлений, получаемых при пересечении рудного тела, то, дей­ ствительно, данные горной выработки представительнее данных буро­

34

вой скважины. В месте пересечения рудного тела горной выработкой' визуально можно наблюдать элементы залегания его ограничений, заме­ рять ориентировку выработки по отношению к рудному телу, значи­ тельно полнее минералогически изучить вскрываемые породы и руды.

Для количественной же характеристики рудного тела горные вы­ работки в большинстве случаев используются совершенно недостаточ­ но. Отбор одной пробы по стенке или забою выработки (имеются в ви­ ду «сквозные» пробы) — явление распространенное, как и замер мощ­ ности в единственном месте. Максимальное количество проб в одном пересечении — 2, по одной на каждой стенке выработки. В результате после проходки и опробования горной выработки, которая обнажает 3—6 мг площади рудного тела, геолог продолжает оперировать точеч­ ной оценкой, соответствующей получаемой при проходке буровой сква­ жины.

Установленная и количественно оцененная низкая представитель­ ность единичных проб требует внесения существенных коррективов в методику опробования и документации горных выработок.

От точечной оценки следует перейти к получению достоверной оцен­ ки объема рудного тела, равного объему горной выработки. Для этого замер мощности должен быть произведен в нескольких точках, раз­ мещенных на периметре выработки. Отбор проб осуществляется на обеих стенках, а количество борозд определяется степенью неравно­ мерности распределения оруденения. Можно предложить предвари­ тельный вариант увязки с изменчивостью числа борозд («сквозных» проб), рекомендуемых для взятия в горных выработках. При равно­ мерном распределении (V = 20—30%) достаточно одной борозды, а при менее равномерном (V = 30—80%) следует взять по одной борозде на каждой стенке. При неравномерном распределении (V = 100—150%) обязателен отбор 2—3 борозд на каждой стенке. Для крайне неравно­ мерного распределения (V = 180—230%) должно быть взято не менее 3 борозд на каждой стенке.

Внесение таких изменений в методику опробования горных вырабо­ ток резко повысит представительность данных, а дополнительные рас­ ходы на опробование окупятся повышением достоверности оценки, так как удвоение числа проб снижает наблюдаемую оценку изменчивости в распределении оруденения, следовательно, необходимое число раз­ ведочных пересечений, до 15—20% (табл. 10).

Увеличение числа проб предпочтительнее увеличения сечения пробы, так как распределение мест отбора проб в пределах оцениваемого объе­ ма становится значительно рассредоточеннее, что повышает представи­ тельность проб;

Результаты исследований по оценке представительности единич­ ной пробы или пересечения и степени проявления эффекта сортировки должны быть учтены при выполнении контрольных и заверочных ра­ бот по опробованию и обработке их результатов.

Низкая представительность единичной пробы требует, чтобы при определении объема контрольных и заверочных опробовательских работ расчет необходимого числа проб увязывался со степенью

нию к борозде, %

шены (в 4 раза), а низкие соответственно занижены (в 5 раз). Когда же группировку на классы по содержанию произвели по результатам ана­ лиза бороздовых проб, картина получалась обратная (табл. 11).

Недопустимость сопоставления дублирующих проб по сортам одно­ значно доказывается приведенными данными.

В пределах геологического контура необходимо продублировать все пробы либо (при весьма больших размерах объекта) осуществить раз­ режение сети опробования со строгим соблюдением правил статисти­ ческой выборки данных. Можно предположить, что при контрольном опробовании в контурах промышленных руд, выделенных не по геоло­ го-минералогическим критериям, а по результатам опробования (что в настоящее время весьма распространено), повторное опробование, как правило, будет устанавливать неподтверждение содержаний, по­ этому роль геолого-минералогических критериев при оконтуривании рудных тел должна быть ведущей.

Избирательное истирание керна и его влияние на достоверность

опробования колонковых скважин

Широкое распространение пониженного выхода керна при бу­ рении скважин по рудным интервалам общеизвестно. Для достижения приемлемого выхода керна предусматривается целый комплекс меро­ приятий, но существенного сдвига в этой области не достигнуто. Это объясняется как сложностью технического решения проблемы, таки тем, что меры, направленные на повышение выхода керна, обычно осуществляются на невысоком уровне, так как все они находятся в противоречии с требованиями повышения производительности бурения.

Стремление получить достаточно высокий выход керна обусловлено необходимостью иметь представительный материал буровой разведки,

37

П р и м е ч а н и е . Совпадение результатов четвертого остатка с результатами пятой частичной пробы из табл. 12 служит доказательством отсутствия ошибок в вычислении.