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

5 о 9 о т

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 Читинском политехническом институте

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

Официальные оппоненты:

член-корреспондент Инженерной Академии СССР

докт. физ. мат. наук проф. ДАВЫДОВ Ю. Б.

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

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

Защита состоится . ЯТ' ___199& г.

/Г

в Д5> 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 , _1 99£_г.

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

| ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Г. х.-»:*; и

Л.3? дуальность работы. Повышение эффективен горного и обогатительного производства и улучшение качества ¡пускаемой продукции в условиях вовлечения в переработку бедных, балансовых и труднообогатимых руд невозможно без создания на >рных предприятиях систем управления качеством на основе исполь-)вания ядерно-физических методов экспресс-контроля состава и юйств руд при добыче, радиометрической сортировке и сепарации I стадии рудоподготовки.

Методы физико-технического контроля (преимущественно ядерно-[зические) позволят повысить эффективность разработки месторож-!ний за счет снижения потерь при добыче и разубоживания товарной 'ды, стабилизации состава, улучшении технико-экономических пока-1телей горнообогагительного производства.

В связи с этим, оптимизация параметров физико-технического 1Нтроля качества руд при их добыче и переработке, является ак-гальной научной задачей. Актуальность работы подтверждена вклю-:нием ее в план важнейших научно-исследовательских работ Миндвет-¡та СССР на П-ю пятилетку по проблеме "Разработка и внедрение 1 предприятиях цветной металлургии систем управления качеством 'д с использованием ядерно-физических методов и радиоыетрическо-I обогащения" (решение НТС Минцветмета СССР от 5.10.82г. и при-13 № 394 от 24.08.88г., темы * 011-41, 011-42).

Цель работы заключается в установлении стохасти-!ских взаимосвязей качественных характеристик руд для оптимиза-1И параметров физико-технического контроля их качества при добы-I и переработке, применение которых позволяет с высокой опеьа-[вностью и достоверностью оценивать по выборочным значениям от-¡льных показателей совокупность свойств и элементов сложных по ютаву руд.

Основная идея работы заключается в пользовании методов теории управляемых случайных процессов и ма-

¡матической статистики для оптимизации параметров физико-техни-

■ . || ■

юкого контроля качества руд, повышающих эффективность упрапле-:я их качеством за счет оперативности и достоверности информации снижающих стоимость контроля.

Научные положения, разработан -ые 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 методы 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 руда;

- 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-норадиомегрического экспресс-анализа сложных по составу полиметаллических руд, отличающаяся блочносгыо построения и реализации, с использованием математических моделей и алгоритмов при последовательном измерении двух груш элементов, а также радионуклидов разной энергии первичного излучения.

.Достоверность научных положе -н и й , 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. Многсэлементный рентгенорадиометричеекий 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 практике 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: ВНИИЕГ, СНИИП, Механобр, БИРГ, ВШС, ВНИИцветмет, Средазнипроцветмет, ЦНИИолово, Сибцветметнии-проект; НПО Цветметавтоматика, Сибцветметавтоматика, ЛНДО Буревестник; ВНИИГИС, ВИОГЕМ, ГШ® АН СССР, ИГ УНЦ АН СССР, ЛГУ, МГИ, ЛГИ, МГРИ, СГИ, Чйг11И и многие другие. ,

Управлению качеством руд на основе использования оперативных данных физико-технического контроля посвящены работы А.Ю.Большакова, В.В.Ершова, В.Ф.Кузина, Г.Г.Ломоносова, В.Н.Мосинца, B.C. Процуто, В.В.Ржевского, В.И.Ревнивцева 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.Б. 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.Красноперова, Е.П.Лемана, Н.Ф.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 Б.С. 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 мевд "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 руды в некоторой точке технологической цепи в момент времени t задается вектором Я (t) =(x,("t), ...,Xa(t) , гдеХь(Ь) - значение 1-го показателя качества. Случайный процесс X (t) будем считать стационарным с корреляционной матрицей В (t) =(&Lj (т)) . Контроль качества производится нерегулярно со средней частотой d , каждый раз после замера процесс переработки руды перестраивается в соответствии с замеренным значением. Тогда, технологический процесс является случайным процессом у (t) таким, что Ц. (t) = Х СЕК) при t^ti-f^,,» где .Тк+i ~ Два последовательных момента контроля. Естественно считать потери металла в хвостах H(t) в момент времени X зависящими от расхождения между истинным J (т) и предполагаемым у (t) качеством руды.

Увеличение частоты контроля d приводит к уменьшению потерь металла в хвостах, но при этом возрастают затраты на контроль. Таким образом возникает задача определения оптимальной частотысС, при которой суммарные ожидаемые потери Ф (<А,Т) за промежуток времени [0,TJ достигнут минимума.

М[Ф(Л,Т)} = |н(т) clt +С0сЛТ, (I)

о

где с0 - стоимость единичного контроля, функцияМ [Н СО] - математическое ожидание потерь металла в момент X , является решением задачи Коши.

Так как функции Bij (1) входящие в состав корреляционной матрицы В (?) случайного процесса X(t), а следовательно и функции Ktj (Т), могут быть определены в аналитическом виде, то возможно аналитическое или численное решение задачи Коши с коэффициентами H0i H-,j полученными при решении системы уравнений. В свою очередь, это дает возможность численно определить оптимальную среднюю частоту контроля, а также минимум ожидаемых потерь ф по <Ь> при' заданном Т .

Б общем случае, решение задачи о выборе оптимального значения частоты контроля U из условия минимизации потерь (I) за период О,Т]распадается на следующие этапы. Вначале решается система уравнений Z Ни [2тВп (о) - KL; ] + т Н0 = Ф Ч" ' * 4

^Hij C4mBLJ (o)BesCo>-2By(o)Kee(o)+Ky,esr2E¿s(o)KC(j]+

(2)

А Л Л (||

+ H0C2m bes (o)- Kes] = ZBes(o; Ф+ Kes, e,s» i,... a.,

¡одержащая ru2+I линейное уравнение с txa+I неизвестной Hot HL, i , j-= I, ...,ri. Затем по найденным значениям коэффициентов Н0, Ни}, [аходится решение задачи Коши и, наконец, производится минимизация [о oL функционала (I), который принимает вид: т -с Л

М{Ф(^,Т)} =J [Ho-fe-^ZH4i<-j(s)cis]dt + (3)

О т° t

+ CcdLT= (c0d + Ho)T- ídt Je~"s i HLi k'ii(S) dLS.

Í о 4" ¿ ¿

Известно, что для характеристики изменчивости качества мате-зиала в потоке, достаточно использовать несколько элементарных сорреляционных функций и их суперпозиции. Для случая одномерных процессов, в аналитической форме дано решение, задачи определения зптимальной частоты контроля, когда корреляционная функция имеет юрмальный, треугольный и зкспоненциально-косинусоидальный вид.

При проведении каротажа, опробовании стенок горных выработок 1ли других измерениях между фактически измеряемой величиной и сонтролируемым параметром проявляется связь корреляционного типа. 3 этом случае, необходимую точность определения искомого параметра можно обеспечить при условии использования данных измерений на тротяженных интервалах путем осреднения измеряемой величины.

Предположим, что геологическое опробование производится на интервале а геофизическое на интервале Резуль-

таты геологического опробования ij (S) и геофизическогоX (t) пред-1тавляют из себя случайные процессы, определенные на соответству-ощих интервалах. Будем предполагать также, что. между случайными зёличине^ми X и ^ имеется регрессионная связь полиноминального типа X = Еакцк, при этом в практических задачах достаточно огра-яичиваться случаями n ¿ Z. Требуется определить соотношение мерду

X и 2. так, чтобы выполнялось

t ге

о

?де 6г - допустимое расхождение при определении анализируемого

параметра геофизическим и геологическим методами.

Можно считать, что математическое ожидание М{у (Б)} = О, СК Б . Пусть К^ (И) - корреляционная функция процесса у (5). Рас смотрим вначале случай линейной связи между X и у : X = <14. Тогда корреляционная функция К* (и) процесса X(-0 будет равна К* (и.) = =а2К^и). Преобразуя выражение в левой части неравенства (4) полу чим т * с г

ЩсИ]к3 Ысш - Ц\к а - 5 + (5)

о в .

В частности, еслиКу(ц) неравенство (5) примет вид

(7)

+ 2<Ш + --I + л1) 4 ■ >

при условии, что Ь.

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

-i-.Jd.tjKу (а) е*-6*к%(о) ^

1 О О

Придавая величине С определенные значения, можно из (6) и (7) определять соответствующие допустимые значения "Г . Аналогично могут быть получены соотношения, позволяющие находить допустимые значения т по заданным £ и коэффициентам а, & и для других видов корреляционной функции К у (и). ■

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 руде на К градаций: А,, .... Ак и "гог_ да основной задачей управления процессом переработки руды является как можно точнее зарегистрировать момент изменения качества (т.е. момент перехода Ас—*- А^ с текущего качества А;. на новое

качество Ау ). Процесс управления переработкой можно описать блок-схемой, представленной на рис.1.

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

8 ам • п. ,

пересечет некоторый заранее заданный уровень )Х> I. Здесь р<, (х )

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

Основными характеристиками этого геста являются величины Е0т - среднее время запаздывания в обнаружении разладки и ЕЛт: -

- среднее время между "ложными тревогами".

Предлагается численный метод для нахождения величин 60 'С и в случае произвольных распределений р0(х) и р,(*). Для этого вводятся величины

Г^СхЬ Р{/с= а/е = о, 5(>=х}_и р{х=гх.1в=т> 5<>=х},

для которых справедливы рекуррентные соотношения

М<>= \ (8)

Ро(х,) „ 1

> по

¡Р.сшх, + Ро(хМу, (II)

и X < Д, 2

Рис, 1 Блок-схема алгоритма оптимального управления переработкой руды

:о

а затем по ним определяются величины

Е0т = 1 пТ^и) и .

Характеристики Еаг и Емх вычисляются для определенного значения уровня ^ . Предлагается подбирать его значение таким образом, чтобы среднее время между "ложными тревогами" не было слишком малым (например и при этом минимизировалось среднее время запаздывания обнаружения разладки.

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

Для случая, когда Р0(х) и Р, (X) принадлежат экспоненциальному семейству, удается для величин Е<,Т иЕ-^ получить аналитические выражения. Пусть Р0(Х) = Л0ехр(~ЛоХ? и Р.(х)= А.ехр У.>0 и А= Л0/А, > I. в этом случае кумулятивные суммы имеют вид

При этом)>(Д рекомендуется выбирать таким, чтобы выполнялось неравенство /(А- 4)< -А и тогда справедливы выражения

е0т=- 1 (13)

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

т» г, / РаСх) , (15)

I -{(ГцХ)--у -рд^ >7

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", РРК-103 "Поиск", так и специально разработанные датчики, способы и технические средства, в комплексе с автоматизированным концентратомером, позволяющими существенно улучшить метрологические характеристики анализа.

Для 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 межэлементного 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 позледующим расчетом концентраций методом спектральных отношений показала, что достигнуты надежные результаты в диапазоне концентраций 0,1-2,0$5гг. (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.Михайленко) на базе отечественных блоков электронно-физической аппаратуры, специально разработанных датчиков и блоков и состоит из: полупроводникового детектора БДРК-1/4-25, спектрометрического устройства УИ-Зб, 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 СсС*^, 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 Яе, Си, Ай, Р6 , ) 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,-На, Р& , Д^ -С(£. При этом поправочные коэффициенты рассчитаны по измерению бинарных смесей для каждого класса и диапазона определяемых концентраций, которые хранятся а памяти микро ЭВМ, а при расчете концентраций вызываются через признак классификации в виде частных градуировочных 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 , А^ , 2а , Зв , За на Нерчинском полиметаллическом комбинате.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано^новое 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 предприятии. 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^ах, либо достигается минимум ожидаемых потерь от расхождения истинного и прогнозируемого качества на промежутке времени £0,Т]-

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

5. Обоснованы и предложены численные и аналитические методы вычисления основных характеристик метода кумулятивных суш -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 программируется на ЭВМ. 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 минимума 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 работах:

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

2. Датчик двухступенчатого возбуждения /В.Ф.Кузин, В.А.Филонов, 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.Ф.Кузин, Н.Н.Михайленко, Л.А.Кузина и др. -ЧВ'КН.: Рентгеновские методы анализа в научных исследованиях и контроле производственных процессов. - Красноярск, НСАХ СО АН СССР, 1983,сх152

6. Кузин В.Ф., Кузина Л.А. Подсистема оперативного контроля в решении задач усреднения. - В кн.: Совершенствование методов

-.усреднения руд. - Фрунзе, Илим, 1984, 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, ФПИ, 1987, с.18-19.

8. Кузин В.ф., Михайленко H.H.,¿.Кузина Л.А. Обобщенная методика многозлементного рентгенорадиометрического анализа сложных по вещественному составу руд. - Тез.докл.Всес.конф., Фрунзе, ФПИ, 198?, с.16-18.

9. Кузин В.Ф., 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., Михайленко H.H., Кузина Л.А. Применение микропроцессорной техники в многоэлементном рентгенорадиометрическом анализе. - Тез.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 Л.А. Оптимизация измерений при контроле химико-технологических процессов переработки руд. - Тез.докл.Всес.конф., КХТД-89, М.: МХТИ, 1989, ч.П, с.119.

13. Кузина Л.А., Михайленко H.H. Автоматизированный концент-ратомер в решении задач ыногоэлементного экспресс-анализа сложных природных сред. Тез.докл.Всес.конф. КХТП-111-89. - М.: МХТИ, 1989, сЛ18.

14. Кузина Л.А., Ыазалов В.В. Методы обнаружения разладки в задачах управления процессом переработки руды. Тез.докл.Всес.конф КХТП-Ш-89. М., ЖТИ, 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.доюкВсес.науч.-техн.конф. М.: МГИ, 1990, с.168.

16. Кузина Л.А. К задаче оптимизации основных параметров кон' роля качества руд при добыче.- В кн.-.Теория и практика проектиров ния, строительства и эксплуатации высокопроизводительных псдземны рудников. Тез.докл.Всес.науч.-техн.конф. М.: МГИ, 1990,с.167-168.