автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Оптимизация параметров физико-технического контроля качества руд при их добыче и переработке

Государственный комитет СССР по народному образованию

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

На правах рукописи

КУЗИНА Людмила Андреевна

УДК 622.02:622.7.01 + 622..7092

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА РУД ПРИ ИХ ДОБЫЧЕ И ПЕРЕРАБОТКЕ

Специальность 05.15.11—„Физические процессы горного»

производства"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1991 г.

Работа выполнена в Чнтинсноп политехническом институте '

Научный руководитель действительный член Инженерной Академии СССР докт. техн. наук, ироф. ЯМЩИКОВ В. С.

Официальные оппоненты:

член-корреспондент Инженерной Академии СССР

докт. физ. мат. наук проф.' ДАВЫДОВ Ю. В.

канд. техн. наук, доц. ГЕНЕРАЛОВ О. Н.

Ведущее предприятие — Читинский институт природных ресурсов (ЧИПР) СО АН СССР г. Чита

Защита состоится . аи^^^^ _19з£. г.

; /— час_ на заседании специализированного совета

К-053 12.05 в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте по адресу: 117935, Москва,: В-49,. Ленинский проспект, 6-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан . _199,£.г.

Ученый секретарь специализированного совета докт. техн. наук, проф. КРЮКОВ Г. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение эффективности горного и обогатительного производства и улучшение качества выпускаемой продукции в условиях вовлечения в переработку бедных, забалансовых и труднообогатимых руд невозможно без создания на горных предприятиях систем управления качеством на основе использования ядерно-физических методов экспресс-контроля состава и свойств руд при добыче, радиометрической сортировке и сепарации на стадии рудоподготовки.

Методы физико-технического контроля (преимущественно ядерно-физические) позволяют повысить эффективность разработки месторождений за счет снижения потерь при добыче и разубоживания товарной руды, стабилизации состава, улучшении технико-экономических показателей горнообогатительного производства.

В связи с этим, оптимизация параметров физико-технического контроля качества руд при их добыче и переработке, является актуальной научной задачей. Актуальность работы подтверждена включением ее в план важнейших научно-исследовательских работ Минцвет-ыета СССР на 11-ю пятилетку по проблеме "Разработка и внедрение на предприятиях цветной металлургии систем управления качеством руд с использованием ядерно-физических методов и радиометрического обогащения" (решение НТС Минцвегмета СССР от 5.10.82г. и приказ » 394 от 24.08.88г., теш # ОП-41, 011-42).

Цель работы заключается в установлении стохастических взаимосвязей качественных характеристик руд для оптимизации параметров физико-технического контроля их качества при добыче и переработке, применение которых позволяет с высокой оперативностью и достоверностью оценивать по выборочным значениям отдельных показателей совокупность свойств и элементов сложных по составу руд.

„ Основная идея рагботы заключается в использовании методов теории управляемых случайных процессов и математической статистики для оптимизации параметров физико-технического контроля качества руд, повышающих эффективность управления их начеством за счет оперативности и достоверности информации и снижающих стоимость контроля. \

Научные положения, разработан -ные лично соискателем и новизна :

- установлены стохастические взаимосвязи качественных характеристик руд в сложных природных массивах, позволяющие определять среднюю оптимальную частоту контроля и устанавливать соотношения, в которых должны находиться интервалы осреднения'при физико-технических способах опробования для выявления линейной изменчивости анализируемого параметра;

- обоснованы и получили дальнейшее развитие численные и аналитические метода вычисления основных характеристик метода кумулятивных сумм - среднего времени запаздывания обнаружения разладки и среднего времени между "ложными тревогами" и на основе этого разработан алгоритм оптимального управления процессом переработки руды;

- разработан способ выбора индивидуальных форм градуировоч-ных уравнений множественной регрессии в многоэлементном рентгено-радиометрическом анализе, новизна которого заключается в классификации технологических продуктов по диапазонам концентраций, выборе элементов, оказывающих влияние на результат анализа, с последующим итерационным исследованием сочетаний членов частного градуировочного уравнения по минимуму погрешности с применением ЭВМ;

- разработана комплексная методика многоэлементного рентге-норадиометрического экспресс-анализа сложных по составу полиметаллических руд, отличающаяся блочностыо построения и реализации, с использованием математических моделей и алгоритмов при последовательном измерении двух групп элементов, а также радионуклидов разной энергии первичного излучения.

Достоверность научных положе -ний, выводов и рекомендаций обоснована численными и аналитическими расчетами, удовлетворительной сходимостью результатов лабораторных исследований и промышленных испытаний; подтверждена положительными результатами внедрения способов, технических средств и методик контроля, с достижением метрологических характеристик для экспресс-анализа требованиям Ш и 1У категорий.

Научное значение работы состоит в установлении стохастических взаимосвязей качественных характеристик руд и математическом их описании, разработке математических моделей контроля и алгоритмов управления качеством руд.

Практическая ценность работы заключается в разработке способов и технических средств оптими-

зации параметров физико-технического контроля качеством руд, а также методики многоэлементного рентгенорадиометрического анализа руд и продуктов технологической переработки, повышающих оперативность получения информации для эффективного управления-качеством продукции горного производства.

Реализация результатов иссле -д о в а н и й . Способ, технические средства и алгоритмы контроля внедрены на Орловском горнообогатительном комбинате (1979г.), с экономическим эффектом, приходящимся на долю автора, в размере 26 тыс.рублей. Многоэлементный рентгенорадиометрический анализ руд и продуктов технологической переработки внедрен на Нерчинском полиметаллическом комбинате (1985г.) с экономическим эффектом 50 тыс.рублей. На долю автора приходится экономический эффект в размере 15 тыс.рублей.

Апробация работы, Основное содержание работы, ее отдельные положения и результаты докладывались на Всесоюзных научных симпозиумах, конференциях и семинарах: по совершенствованию методов усреднения руд (Фрунзе, 1984), по проблеме "Разработка полезных ископаемых в условиях высокогорья" (Фрунзе, 1987), по проблеме "Логическое управление с использованием ЭВМ" (Москва - Орджоникидзе, 1988), по методам кибернетики химико-технологических процессов (Москва, 1989), по проблеме "Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников" (Москва, 1990); на Зональном семинаре "Рентгеновские методы анализа в научных исследованиях и контроле производственных процессов" (Красноярск, 1983); Плак-синских чтениях "Энергетические воздействия в процессах первичной переработки минерального сырья" (Иркутск, 1987); Всесоюзных школах "Математические проблемы экологии" (Чита, 1988, 1990) и др.

Публикации . По теме диссертации опубликовано 24 работы.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 21 рисунок, 14 таблиц и список использованной литературы из 98 наименований.

Автор считает своим приятным долгом поблагодарить коллег по работе доц.Мазалова В.В. и Михайленко H.H. за помощь при проведении исследований и внедрении результатов работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Эффективность управления качеством продукции горного производства в значительной мере определяется достоверностью и оперативностью информации о качестве руд, получаемой теми или иными способами контроля (при определении вещественного состава это, как правило, химический, минералогический и ядерно-физические методы).

Ядерно-физические методы анализа и опробования минерального сырья нашли широкое применение в црактике контроля состава и свойств руд черных и цветных металлов. Применимость этих методов выявлена для некоторых типов медных, медно-никелевых, кобальтовых, оловянных, вольфрамо-молибденовых, плавикошпатовых, полиметаллических, железных и других руд.

Разработкой методов, технических средств и методик физико-технического контроля качества руд занимаются ведущие научно-исследовательские, проектно-конструкторские и учебные институты и производственные организации: ВНШРТ, СНИИП, Механобр, ВИРГ, ВИМС, ВНИИцветмет, Средазнипроцветмет, ЦНИИолово, Сибцветметнии-проект; НПО Цветметавтоматика, Сибцветметавтоматика, ЛНПО Буревестник; ВНШГИС, ВИОГЕМ, ГШ АН СССР, ИГ УНЦ АН СССР, ЛГУ, МГИ, ЛГИ, ЫГРИ, СГИ, ЧктПИ и многие другие. ,

Управлению качеством руд на основе использования оперативных данных физико-технического контроля посвящены работы А.Ю.Большакова, В.В.Ершова, В.Ф.Лузина, Г.Г.Ломоносова, В.Н.Ыосинца, B.C. Процуто, В.В.Ржевского,.В.И.Еевнивцева и других.

Наиболее известными в области разработки способов и технических средств физико-технического контроля минерального сырья являются разработки академиков И.П.Алимарина, М.А.Блохина, В.В. Ржевского, В.С.Ямщикова; чл.-корр. АН СССР Ю.Н.Булашевича, Ю.В. Давыдова; профессоров В.Я.Бардовского, Ю.Н.Бурмистенко, Г.С.Вах-ромеева, Г.С.,Возженникова, А.П.Дмитриева, Е.В.Каруса, Е.И.Кра- ( пивского, В.А.Нрасноперова, Е.П.Леыана, Н.Ш.Лосева, В.А.Мейера, А.П.Очкура, Г.А.Пшеничного, Л.П.Старчика, А.Г.Тархова, Е.М.Филиппова, В.Л.Шашкина, А.С.Штань, А.Л.Якубовича, канд.техн.наук B.C. Камышева, Г.Г.Козлова, Е.С.Кучурина и многих других.

Вопросы оптимизации измерений, интерпретации результатов контроля нашли отражение в работах Е.И.Азбеля, А.А.Боровкова, А.Вальда, А.Н.Зайделя, Ю.В.Линника, В.В.Мазалова, Ж.Матерона,

В.В.Налимова, Л.А.Никитина, А.Г.Протосеня, П.А.Рыжова, А.А.Свешникова, А.Н.Ширяева и др.

Анализ практики контроля горнодобывающих предприятий и состояния исследований показали необходимость и целесообразность поиска новых путей повышения информативности физико-технических методов контроля. Применение методов математического моделирования, теории управляемых случайных процессов дает, возможность оптимизировать основные параметры физико-технического контроля как на стадиях добычи, так и переработки. В совокупности с оригинальными методическими и техническими (разработкой новых способов и датчиков контроля) решениями это приведет к повышению эффективности управления качеством руд.

При выполнении настоящей работы были поставлены следующие основные задачи:

1. Исследование и обоснование организации контроля и управления качеством руд на горном предприятии.

2. Определение оптимальной средней частоты контроля качества руд с приложениями для случая одномерных процессов.

3. Обоснование выбора интервала осреднения при физико-технических способах опробования.

4. Обоснование и разработка численных и аналитических методов определения среднего времени запаздывания обнаружения разладки и среднего времени мевду "ложными тревогами" и алгоритмов оптимального управления процессом переработки руды.

5. Разработка способов и технических средств, позволяющих оптимизировать параметры физико-технического контроля.

6. Разработка комплексной методики многоэлементного рентге-норадиометрического экспресс-анализа полиметаллических руд.

В горнодобывающих отраслях промышленности при контроле и управлении качеством добываемого и перерабатываемого сырья (угля, руд, нерудных ископаемых) важным является точное определение характеристик исследуемого ископаемого, а именно: влажности и зольности угля, процентного содержания полезных компонентов и вредных примесей в рудах, их свойств и других показателей.

Нередко исследуемая величина меняется в широком диапазоне, значения которой на границах диапазона или внутри его могут отличаться на один, два и более порядков. В связи с этим абсолютные отклонения измеренных значений такой величины от истинных, также могут отличаться на несколько порядков, что приводит к по-

лучению результатов измерений со значительной разницей в дисперсиях.

. Сформулирована задача организации контроля и управления качеством руд на-горных предприятиях. Предположим, что качество ру- ■ ды в некоторой точке технологической цепи в момент времени t задается вектором X (±) = (х,(*-), ...,Хп(Ъ) , гдеХь (О - значение 1-го показателя качества. Случайный процесс X (1:) будем считать стационарным с корреляционной матрицей В СС) (Т)). Контроль качества производится нерегулярно со средней частотой об , каждый раз после замера процесс переработки руды перестраивается в соответствии с замеренным значением. Тогда, технологический процесс является случайным процессом у (и таким, что (1) (Тк) при

Н*ГК1.< . где »Тк-ч - Два последовательных момента контроля. Естественно считать потери металла в хвостах НСс) в момент времени X зависящими от расхождения между истинным X (г) и предполагаемым у (Ъ) качеством руды.

Увеличение частоты контроля Л. приводит к уменьшению потерь металла в хвостах, но при этом возрастают затраты на контроль. Таким образом возникает задача определения оптимальной частотыоС, при которой суммарные ожидаемые потери Ф (<^,Т) за промежуток времени [О,Т] достигнут минимума.

М[Ф(°ЧТ)} = ]н(т)с1'С +"С0о1Т, (I)

о

где С0 - стоимость единичного контроля, функцияМ [И (X)] - математическое ожидание потерь металла в момент X , является решением задачи Кош.

Так как функции СС) входящие в состав корреляционной матрицы В Си) случайного процесса X ("Ь), а следовательно и функции К ^ (Т), могут быть определены в аналитическом виде, то возможно аналитическое или численное решение задачи Коши с коэффициентами Н0, Н^ полученными при решении системы уравнений. В свою очередь, это дает возможность численно определить оптимальную среднюю частоту контроля, а также минимум ожидаемых потерь ф (<^,Т) по ^ при' заданном Т .

В общем случае, решение задачи о выборе оптимального значения частоты контроля ©¿из условия минимизации потерь (I) за период [о,Т]распадается на следующие этапы. Вначале решается система уравнений . Е Н^ [2 т Ву (0) - К ^ ] + т Н0 = Ф

?Hi. C4mBij(o)BesCob2Blj(o)fteS(o)+Kyfes-2^s(o)K¿i3+

4 J J> (2)J

Л Л А (I)

+ Н0Г2т &es Со) -Kes]= ZBes(0) Ф1- Kes, e,s = i... п.,

содержащая 1г2+1 линейное уравнение с а2+1 неизвестной Н0, H¡., i , }= I, . ..,П. Затем по найденным значениям коэффициентов Н„, Hij. находится решение задачи Копта и, наконец, производится минимизация по<¿ функционала (I), который принимает вид: т и

м {0(«i>T)}»/[He-J'e"'^|<HgK[jCS)ciS]oLt+ (3)

+ Co0LT= (c0cL + Ho)T- \6Л Je-"'5 i Hu \<[}(S)cLS.

5 o 'Ч*1 á 1

Известно, что для характеристики изменчивости качества материала в потоке, достаточно использовать несколько элементарных корреляционных функций и их суперпозиции. Для случая одномерных процессов, в аналитической форме дано решение задачи определения оптимальной частоты контроля, когда корреляционная функция имеет нормальный, треугольный и экспоненциально-косинусоидальный вид.

При проведении каротажа, опробовании стенок горных выработок или других измерениях между фактически измеряемой величиной и контролируемым параметром проявляется связь корреляционного типа. В этом случае, необходимую точность определения искомого параметра можно обеспечить при условии использования данных измерений на протяженных интервалах путем осреднения измеряемой величины.

Предположим, что геологическое опробование производится на интервале 0а геофизическое на интервале О^-Ь^х* Результаты геологического опробования tj (S) и геофизического К (t) представляют из себя случайные процессы, определенные.на соответствующих интервалах. Будем предполагать также, что. между случайными величинами X и ^ имеется регрессионная связь полиноминального типа X = при этом в практических задачах достаточно ограничиваться случаями а2. Требуется определить соотношение между

tu 2 так, чтобы выполнялось

t г

M(^Jx(t)cLt-fJy(s)¿S)% 6* (4)

О Q

где б2 - допустимое расхождение при определении анализируемого

параметра геофизическим и геологическим методами.

Можно считать, что математическое ожидание О,

£ . Пусть К^ (и) - корреляционная функция процесса ^ (й). Рассмотрим вначале случай линейной связи между X и у : X = ач. Тогда корреляционная функция К* (а) процесса X (1) будет равна Кх (и.) = = а2К^(и). Преобразуя выражение в левой части неравенства (4) получим т * т е

*{ , { У " о Ь « (5)

+ -¿г/и/КдМсШ 4 52/2 . ■

о в .

В частности, если К^(и.) неравенство (5) примет вид

+е - е -1+ ^

+ 2лг) -ь -ч + ¿1) 4 ,

при условии, ЧТО X >/■ а . '

Рассмотрим теперь случай регрессионной связи вида X = ау + + . При этом неравенство (4) после соответствующих преобразований принимает вид:

-г т ? I '

о о

Придавая величине £ определенные значения, можно из (6) и (7) определять соответствующие допустимые значения "Г . Аналогично могут быть получены соотношения, позволяющие находить допустимые значения т по заданным I и коэффициентам О., 6 и для других видов корреляционной функции Ку(Ш.'

Разработан алгоритм оптимального управления процессом переработки руды на основе методов обнаружения свойств случайных процессов (совместно с В.В.Мазаловым). Разобьем все возможные содержания ценного компонента в ру,це на К градаций: Я,, ..., Дк и тог~ да основной задачей управления процессом переработки руды является как можно точнее зарегистрировать момент изменения качества (т.е. момент переходаА;.—- А^' с текущего качества Ас на новое

качество Ау). Процесс управления переработкой можно описать блок-схемой, представленной на рисЛ.

В его основе лежит метод кумулятивных сумм, где момент х изменения качества регистрируется сразу же, как только случайная последоват ельност ь

пересечет некоторый заранее заданный уровень ji> I. Здесь ро (х )

- плотность распределения показаний аппаратуры экспресс-контроля для руды с качеством Ас и р, (X) - для руды с качеством Aj.

Основными характеристиками этого теста являются величины Е0т - среднее время запаздывания в обнаружении разладки и -

- среднее время между "ложными тревогами".

Предлагается численный метод для нахождения величин Ео'С и Е«,т: в случае произвольных распределений ро(х) и р,(*). Для этого вводятся величины

Jt^Cx )= P{t= rt /0 = 0, S„=x}u £л(х)=рfc-a/e-oo, S0=x},

для которых справедливы рекуррентные соотношения

(8)

P fx i Pirx ) KM'l'

H X < M , n.^ 2

В бед

а„ - ннхний уровень качества

- верхний аровЕИЬ качества S'o - СРЕДНЕЕ 1С МАМТическое отклонение/ К- ЧИСЛО ГрАДА цяр CL- НАЧАЛЬНОЕ КАЧЕСТВО MiH:K; 1:1р-м<ССИВ^УРОВНеИ;ТИП REAL;

/ BSoA

X

7-

X

sax.=x

X

i* L + i

L

I

Ввод нового x

7

ai=(ax*(i-t) fl I

S'max{), S*ехр((2*ac* iax-aj -a.%* a

♦ -

iz=(ax-a,)/(a,-ae)*CK-i)+i

IF ¿,?K ihe.ri

IF ¿.el t/iea ¿<=-/

IF then <-2=K

IF li<4 then, ¿г' 1

ctM.M (с.« 1,1=2}

/Вывод a J

Рис, i Блок-схема алгоритма оптимального управления переработкой руды

а затем по ним определяются величины

= Z П, Хп (о и Е^х =1 .

Характеристики Еат и Е„т вычисляются для определенного значения уровня . Предлагается подбирать его значение таким образом, чтобы среднее время между "ложными тревогами" не было слишком малым (например Е„/Г ^ R ) и при этом минимизировалось среднее время запаздывания обнаружения разладки.

В гауссовском случае соотношения (8)-(II) детализированы и реализованы в виде программы на языке Фортран.

Для случая, когда Р0 ()0 и Р, (%) принадлежат экспоненциальному семейству, удается для величин Е0Т и Е-^х получить аналитические выражения. Пусть Р0(Х) = А0еэср(-ХоХ.) и Р,Сх)= А/вхр %>гО и А= Ао/Л,> I. В этом случае кумулятивные суммы имеют вид

So=/i, Sn.= max({ S^-jtexpOi^lbo-V)}, П.И. (I2)

При этом, JX рекомендуется выбирать таким, чтобы выполнялось неравенство &гуЦ /(Л- \ )< .А и тогда справедливы выражения

Е0т =- 1 i-^f-i)], (I3)

Ея}Х=-1 + (I4)

Для случая, когда известна вероятность р разладки на каждом шаге и задачей является максимизировать величину р (т*= 0), область прекращения наблюдений (оптимальная область остановки) имеет вид

Т» Г(т у у 1 Рг(х) г »г (15)

Таким образом, на основе принятой модели об обнаружении разладки реализуется алгоритм оптимального управления процессом переработки руды.

Изложенные способы оптимизации измерений при проведении физико-технического контроля качества руд не позволяют достичь в ряде случаев требуемых параметров по чувствительности и точности.

В этом случае необходима разработка новых способов, технических средств и методических приемов, позволяющих добиться требуемых результатов.

Автором выполнены широкие исследования по проведению многоэлементного экспресс-анализа и экспресс-опробования руд, промпро-дуктов и концентратов на месторождениях различных генетических типов. При этом использована как серийная аппаратура БАРС-1, РПСЧ-01 "Гагара", РИС-ЮЗ "Поиск", так и специально разработанные датчики, способы и технические, средства, в комплексе с автоматизированным концентратомером, позволяющими существенно улучшить метрологические характеристики анализа.

Дня оловополимёталлических руд и концентратов, при определении олова, меди, железа, мышьяка-и свинца задачи многоэлементного экспресс-анализа решались с помощью рентгеноспектрального скоростного анализатора БАРС-1 и микро-ЭВМ 15ВМ-18-128. Для расчета концентраций и учета ыежэлементного влияния использовались индивидуальные формы уравнений множественной регрессии. Оценка метрологических характеристик разработанной методики рентгеноспектрального анализа с выделением" аналитических линий определяемых элементов и некогерентно рассеянного излучения дифференциальными фильтрами и с поаледующим расчетом концентраций методом спектральных отношений показала, что достигнуты надежные результаты в диапазоне концентраций 0,1-2,<ЖЗп (руда, технологические хвосты). Однако, невозможность быстрой перестройки анализатора (БАРС-1 -одноканальный прибор), ограничивает его применение для многоэлементного анализа и требует более современных разработок.

Конструкция многоэлементного автоматизированного концентра-томера реализована (совместно с Н.Н.Ыихайленко) на базе отечественных блоков электронно-физической аппаратуры, специально разработанных датчиков и блоков и состоит из: полупроводникового детектора ДДРК-1/4-25, спектрометрического устройства УИ-36, анализатора импульсов АИ-1024, блока сопряжения анализатора с ЭВМ, датчика, термопечатающего устройства, микро-ЭВМ 15ВМ-18-128. При проведении экспресс-анализа оловосодержащих полиметаллических руд на названную группу элементов правильность результатов в сравнении с данными химического анализа удовлетворила допустимым . отклонениям для экспресс-анализа Ш и 1У категорий (руда, концентрат), при производительности 360 элементо-определений в смену.

При разработке методики экспресс-анализа танталсодержащих

руд, автором были сконструированы датчик оригинальной конструкции с тремя радионуклидами Сс1 ^, способ повышения точности гамма-спектрометрических измерений, способ и устройство для исследования проб рентгенорадиометрическим методом непосредственно в пакетах, что при проведении разбраковки массовых пробоотборов сокращает затраты времени от 0,1 до 1,3 минут на каждую пробу.

Решение задачи многоэлементного РРА сложных полиметаллических руд и концентратов (элементы Ре, Си ,2а, Аб, РВ , А^ ) связано с классификацией объектов анализа и делением аналитических зависимостей на поддиапазоны при расчете концентраций, причем для каждого типа продукта и класса существует частное градуировочное уравнение. Для компенсации эффекта "концентрационного вырождения" предложено осуществлять межэлементную коррекцию путем введения поправок взаимовлияния на элементы с близкими рентгеновскими характеристиками, в частности Си.-2п., Р& -кг, При этом поправочные коэффициенты рассчитаны по измерению бинарных смесей для каждого класса и диапазона определяемых концентраций, которые хранятся в памяти микро ЭВМ, а.при расчете концентраций вызываются через признак классификации в виде частных градуировоч-ных уравнений.

Комплексная методика многоэлементного РРА сложных по составу полиметаллических руд основана на блочном принципе построения, комплексировании разработанных способов, алгоритмов, технических средств и методических приемов, объединенных в единый аналитический комплекс. Методика прошла апробацию при проведении экспресс-анализа руд, промпродуктов и концентратов на группу элементов Си , Ре , Аб , Рв , , 2а , Зв , 5п. на Нерчинском полиметаллическом комбинате.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе даночновое решение актуальной научной задачи оптимизации параметров-физико-технического контроля качества руд при их добыче'и переработке. Основные научные положения, выводы и практические рекомендации, полученные в результате проведенных исследований, заключаются в следующем.

I. Исследованы количественно-качественные и технико-экономические показатели горнодобывающих предприятий цветной металлургии. Изучены аналитические возможности аппаратуры и методов

экспресс-контроля элементного состава руд и концентратов. Дано обоснование физико-технического контроля и управления качеством продукции на горнорудных предприятиях.

2. Сформулированы задачи организации контроля и управления качеством руд на горном предфиятии. Разработан метод определения среднего числа моментов контроля в единицу времени стационарного случайного процесса изменения качества руды, обеспечивающий снижение затрат на контроль и улучшение качества продукции горного производства. В общем виде решена задача определения средней оптимальной частоты контроля при дискретном измерении параметров качества руд из условия минимизации ожидаемых потерь.

3. В аналитической форме дано решение задачи определения оптимальной частоты контроля для случаев, когда корреляционная функция имеет нормальный, треугольный и экспоненциально-косинусоидаль-ный вид. При этом, математическое ожидание квадрата отклонения истинного значения качества руды от прогнозируемого не превышает предельно допустимого значения б"та*,либо достигается минимум ожидаемых потерь от расхождения истинного и прогнозируемого качества на промежутке времени £0, Tl-

4. Определены оптимальные соотношения, в которых должны находиться интервалы осреднения при геофизическом и геологическом методах опробования для выявления линейной изменчивости анализируемого параметра. Дня случаев линейной и квадратичной связи результатов геологического ^ и геофизического X опробования допустимые интервалы осреднения I и С могут быть определены из неравенств, реализованных на ЭВМ.

5. Обоснованы и предложены численные и аналитические методы вычисления основных характеристик метода кумулятивных сумм -среднего времени запаздывания обнаружения разладки и среднего времени между "ложными тревогами" и на основе этого разработан алгоритм управления процессом переработки руды в режиме стабилизации качества. В случае нормальных распределений метод реализуется в виде рекуррентных соотношений, содержащих интегралы гаус-совского типа и легко программируйте^ на ЗВМ. Для экспоненциального случая получены явные выражения.

6. Разработаны эффективные способы, датчики и устройства оригинальной конструкции, позволяющие оптимизировать параметры физико-технического контроля при достижении требуемых пределов обнаружения и точности определений сложных танталсодержащих руд

и продуктов их переработки. Обоснована и разработана методика выбора индивидуальных форм градуировочных уравнений множественной регрессии в многоэлементном РРМ, с использованием критерия миниму-' ма погрешностей определяемого элемента и применением ЭВМ.

7. Разработана комплексная методика многоэлементного рентге-норадиометрического экспресс-анализа сложных по составу полиметаллических руд на основе математических моделей и алгоритмов оптимизации параметров физико-технического контроля, способов, устройств и методических приемов с достижением метрологических характеристик, соответствующих требованиям Ш категории при экспресс-анализе руд и 1У категории при исследовании концентратов.

Основные результаты исследований, изложенные в диссертационной работе, прошли апробацию на горнодобывающих предприятиях МЦМ СССР, докладывались на Всесоюзных и региональных совещаниях, конференциях и семинарах, опубликованы в периодической печати, внедрены или приняты к внедрению в производство. По данным производственных организаций, фактический экономический эффект, подтвержденный соответствующими актами внедрения, составил 76 тыс.рублей, на долю автора с учетом личного вклада приходится 41 тыс.рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих р.а ботах:

1. Метод обработки результатов геолого-маркшейдерских и геофизических исследований /В.Ш.Кузин, А.А.Шиляков, Л.А.Кузина и др. - Добыча угля подземным способом. Реферативные карты. М.: ЩИЭИ-УГОЛЬ, № 12(96), 1977, с Л.

2. Датчик двухступенчатого возбуждения /В.Ш.Кузин, В.А.Шило-нов, Л.А.Кузина и др. - Материалы науч.практ.конф. - Чита, ЦНТИ, 1978, с.25-27.

3.- Оперативный контроль качества танталсодержащих руд /В.Ф. Кузин, Н.Н.Михайленко, Л.А.Кузина и др. - Материалы науч.практ. конф. - Чита, ЦНТИ, 1978, с.29-31.

4. Кузина Л.А. Применение ядерно-физических методов для геометризации месторождений и планирования горных работ. Материалы науч.практ.конф. - Чита, ЦНТИ, 1979, с.136-140.

5. Состояние и перспективы применения ядерно-физических методов анализа на горнодобывающих предприятиях Восточного Забайкалья /В.Ш.Кузин, Н.Н.Михайленко, Л.А.Кузина и др. — В-кн.: Рентгеновские методы анализа в научных исследованиях и контроле производственных процессов. - Красноярск, НСАХ'СО АН СССР, 1983,а152

6. Кузин В.Ф., Кузина Л.А. Подсистема оперативного контроля в решении задач усреднения. - В кн.: Совершенствование методов усреднения руд. - Фрунзе, Илим, 1964, с.228-237. -.

7. Кузин В.Ф., Михайленко H.H., Кузина Л.А. Требования к многопараметровым измерительным системам контроля состава и свойств руд. - Тез.докл.Всес.конф., Фрунзе, ШИ, 1987, с.18-19.

8. Кузин В.Ф., Михайленко H.H., Кузина I.A. Обобщенная методика многоэлементного рентгенорадиометрического анализа сложных по вещественному составу руд. - Тез.докл.Всес.конф., Фрунзе, ШИ, 1987, с.16-18.

9. Кузин В.(Б.., Михайленко H.H., Кузина Л.А. Методика рентгенорадиометрического анализа продуктов технологической переработки без предварительной пробоподготовки. - Тез.докл.Всес.конф., Иркутск, ИЛИ, 1987, с.193-196.

10. Кузин В.Ф., Иихайленко H.H., Кузина Л.А. Применение микропроцессорной техники в многоэлементном рентгенорадиометрическом анализе. - Гез.докл.Всес.конф., Чита, ЧИПР СО АН СССР, 1988, с.68.

11. Кузин В.Ф., Мазалов В.В., Кузина Л.А. Об оптимальной переналадке процесса переработки руды. - Тез.докл.XI Всес.симпозиума Москва-Орджоникидзе, АН СССР, 1988, с.376-377.

12. Кузина 31.А. Оптимизация измерений при контроле химико-технологических процессов переработки руд. - Тез.докл.Всес.конф., КХТП-89, М.: МХТИ, 1989, ч.П, с.119.

" 13. Кузина Л.А., Михайленко H.H. Автоматизированный концентрат оыер в решении задач многоэлементного экспресс-анализа сложных природных сред. Тез.докл-.Всес. конф. КХТП-Ш-89. - М.: МХТИ, 1989, с.118.

14. Кузина Л.А., Мазалов В.В. Методы обнаружения разладки в задачах управления процессом переработки руды. Тез.докл.Всес.конф. КХТП-Ш-89. М., МХТИ, 1989, с. 117.

15. Кузин В.Ф., Мазалов В.В., Кузина Л.А. Оптимальное управление переработкой добытой руды. - В кн.: Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников. Тез.докл.Всес.науч.-техн.конф. М.: МГИ, 1990, с.168.

16. Кузина Л.А. К задаче оптимизации основных параметров конт роля^качества дуд "при добыче— В кн.:Теория и практика проектирова ния, строительства и эксплуатации высокопроизводительных псдземньп рудников. Тез.докл.Всес.науч.-техн.конф. М.: МГИ, 1990,с.167-168..