III. Геофизические измерения и интерпретация их данных

14. Геофизические измерения в скважинах и горных выработках, а также при опробовании грубодробленного материала (шлама) и керна выполняются аппаратурой, обеспеченной метрологическими поверками на имитаторах пород и руд, рабочих мерах состава или физических свойств, градуировочных устройствах, составленных из монолитных штуфных образцов или керна, в опорных градуировочных скважинах или горных выработках.

Измерения по каждой скважине, пересечению тела полезного ископаемого в горной выработке, а также при опробовании керна или грубодробленного материала начинаются и заканчиваются контрольными замерами поверочной модели. Тип используемых поверочных моделей, их число и периодичность промежуточных измерений определяются конкретной методикой работ. Отклонение контрольных замеров от замера, полученного при градуировке аппаратуры, не должно превышать ± 0, 64 ε ^д_гф, где ε ^д_гф допустимые относительные среднеквадратические погрешности геофизических измерений по классам содержания основных компонентов или компонентов-индикаторов (приложение 3).

Метрологические поверки выполняются в соответствии с «Методическими указаниями по оценке достоверности данных ядерно-геофизических методов на месторождениях твердых полезных ископаемых» РД41-06-125–90 или другими нормативными документами.

При оценке содержания полезных компонентов (минералов) и вредных примесей по корреляционным зависимостям от содержания элементов-индикаторов (определяемых компонентов или физических свойств руд) градуировка аппаратуры, метрологические поверки и оценка показателей качества геофизических измерений осуществляются по результатам определения содержания этих элементов-индикаторов (определяемых компонентов или физических свойств руд). Влияние дополнительных погрешностей, обусловленных характером корреляционных связей (п.10) при градуировке, метрологической поверке аппаратуры и оценке качества геофизических измерений должно быть исключено.

15. На каждый комплект аппаратуры заполняется метрологический паспорт-журнал, в котором фиксируются результаты подготовки, поверки и градуировки прибора, сведения о ремонтах, данные об имитаторах пород и руд, рабочих мерах физических свойств, контрольно-градуировочных устройствах, градуировочных скважинах и горных выработках.

16. Случайная погрешность геофизических измерений ε ^c_гф устанавливается по данным основного и повторного циклов замеров (формула (2) в приложении 2), выполненных по одним и тем же интервалам в одинаковых условиях и практически одновременно (параллельные определения). Объем внутреннего геофизического контроля должен быть не менее 10 % от основного объема. Если случайные погрешности превышают предельно допустимые, количество повторных измерении (n) по пересечению тела полезного ископаемого в основном цикле измерений рекомендуется увеличить, руководствуясь формулой

n ≥ (ε ^c_гф /ε ^д_гф)².

Содержание анализируемого компонента по интервалу опробования в этом случае определяют как среднее арифметическое из серии повторных замеров.

Внешний контроль результатов геофизических измерений (измерения в другое время, другим оператором или комплектом аппаратуры) выполняется в объеме не менее 10 % от объема основных измерений, равномерно по времени. Отсутствие систематических расхождений между основными и контрольными измерениями устанавливается по критерию Стьюдента для уровня значимости 0, 05 и количестве сопоставлений не менее 30 в каждом классе содержаний.

17. Расхождения глубин залегания тел полезного ископаемого, определенных по данным основного и контрольного (повторного) геофизических измерений, не должны превышать следующих значений:

При этом данные каротажа подтверждаются контрольными замерами кабеля, допустимая погрешность разметки которого принимается равной ±10 см на каждые 100 м.

18. Масштабы регистрации измеряемых параметров должны обеспечивать выделение пересечений тел полезного ископаемого минимальной промышленной мощности с бортовым содержанием анализируемых компонентов, установленным кондициями для оконтуривания забалансовых запасов. При массовых измерениях на одном месторождении (участке) рекомендуется устанавливать единые масштабы регистрации.

19. Интервалы детализации должны включать в себя полное пересечение тела полезного ископаемого и выходить в породы кровли и подошвы на расстояние, превышающее максимальную мощность внутренних породных и некондиционных прослоев, установленную кондициями.

Детализационные измерения в скважинах рекомендуется проводить в масштабах глубин 1: 200, 1: 100, 1: 50, 1: 20 при мощности пересечений тел полезного ископаемого и внутренних породных и некондиционных прослоев соответственно более 10, 10–5, 5–2 и менее 2 м. При непрерывной цифровой регистрации шаг квантования по глубине не должен превышать 1/3 мощности насыщения для данного геофизического метода, составляя в основном 10 см, а для селективного гамма-гамма и рентгенорадиометрических методов – не более 5 см. Шаг детализационных измерений в горных выработках должен обеспечивать непрерывную характеристику интервала.

При необходимости выполняются работы для определения поправок на изменение диаметра скважины, плотности, влажности, электрической проводимости, радиоактивности, вещественного состава тел полезного ископаемого.

20. На диаграммах каротажа, графиках замеров в горных выработках и при непрерывных измерениях керна выделяются все участки, где регистрируемые сигналы отличаются от среднего фонового значения параметра более чем на утроенную величину средней квадратической погрешности его измерения.

Эти участки расчленяются на секционные интервалы с учетом особенностей распределения анализируемых компонентов (характера диаграмм геофизических измерений) и требований кондиций. При этом рекомендуется руководствоваться следующим:

секционный интервал опробования должен быть однородным по содержанию анализируемого компонента, а геофизические замеры по нему не искажены влиянием кавернозности (микрокавернозности), технологической смазки, глинистой корки, шлама и др. Интервалы скважины или горной выработки, в которых влияние ближней зоны на результаты геофизического опробования не может быть учтено путем введения поправок, выделяются как неинформативные и отражаются в дефектной ведомости;

длина секционного интервала должна быть больше мощности насыщения для данного геофизического метода (например, для метода НГК больше 0, 5 м, метода НАК – больше 0, 3–0, 5 м, метода электромагнитного каротажа – больше трех размеров зонда и т.д.);

длина секционного интервала не должна превышать минимальной мощности тел полезного ископаемого и сортовых интервалов, а также максимальной мощности внутренних породных и некондиционных прослоев, включаемых в контур подсчета за­пасов. При значительной мощности тела полезного ископаемого (более 20 м) и сравнительно однородном его строении длина интервала опробования может быть увеличена до 10–15 м.

В горных выработках ориентировка линий (профилей) геофизических замеров относительно элементов залегания тела полезного ископаемого, выбор длины секционных интервалов и другие методические приемы измерений (количество линий замеров на стенке, опробование одной или двух стенок, профильные или площадные измерения) должны соответствовать основным положениям методики опробования, принятым на разведуемом (разрабатываемом) месторождении.

При секционном опробовании интервалы должны быть соизмеримой длины, за исключением тех случаев, когда необходимо опробовать отдельные разности или типы полезного ископаемого, выделить внутренние породные прослои различной мощности и т. д.

В случае опробования комплексного полезного ископаемого секционные интервалы выделяются с учетом диаграмм каротажа или графиков замеров в горных выработках, характеризующих распределение полезного компонента, который составляет основную ценность данного полезного ископаемого или его промышленного (технологического) типа, а при необходимости – с учетом графиков (диаграмм) распределения условного компонента.

21. Границы тел полезного ископаемого или отдельных его участков (богатые и породные прослои) определяются в соответствии с требованиями действующих инструкций, руководств и методических указаний или в соответствии с отраслевой методикой, разработанной для конкретного объекта и апробированной в установленном порядке.

Оконтуривание запасов комплексного полезного ископаемого по бортовому содержанию условного компонента целесообразно выполнять с использованием графиков (диаграмм) распределения этого компонента по пересечению. Построение такого рода графиков необходимо, если в краевых или внутренних частях пересечений содержание компонента, учитываемого по переводным коэффициентам, не достигает бортового.

22. Количественная интерпретация результатов геофизических измерений выполняется на основе корреляционной зависимости (градуировочного графика) измеряемого параметра П от содержания определяемого компонента С в опорных пересечениях тела полезного ископаемого или эталонных моделях.

При линейной корреляционной связи вида С = а П + b содержание компонента или элемента-индикатора по интервалу опробования определяется по уравнению регрессии.

При нелинейной связи С = f (П) интерпретация производится с использованием либо непосредственно корреляционного графика (уравнения регрессии), либо двух-трех линейных функций, удовлетворительно аппроксимирующих выявленную зависимость.

IV. Установление корреляционной зависимости между измеряемым параметром и содержанием определяемого компонента

23. Корреляционная зависимость между показаниями геофизической аппаратуры и содержанием каждого определяемого компонента (градуировочный график) устанавливается путем статистической обработки результатов сопоставления данных геологического опробования и геофизических измерений по опорным интервалам в скважинах и горных выработках, а также по моделям, составленным из монолитных штуфных образцов или керна. Использование модельных интервалов позволяет наиболее полно учесть геологические и геофизические особенности объекта и оценить их влияние на точность и достоверность опробования, сократить сроки разработки и апробации методики геофизического опробования. При этом корреляционную зависимость, установленную по монолитным образцам, необходимо подтвердить (или скорректировать) результатами геофизического и геологического опробования опорных интервалов скважин и горных выработок.

В качестве опорных интервалов в скважинах и горных выработках, принимаются пересечения тела полезного ископаемого или отдельные интервалы, характеризующие основные тела полезного ископаемого по простиранию и падению в пределах отдельных участков и месторождения в целом и удовлетворяющие следующим требованиям.

Геологическая документация разведочных выработок выполняется с детальностью, обеспечивающей отражение основных особенностей внутреннего строения тела полезного ископаемого (природные разновидности полезного ископаемого и его структурно-текстурные особенности, характер контактов тел полезного ископаемого и вмещающих пород, распределение полезных компонентов и степень их окисления, количество, местоположение и петрографический состав породных прослоев и т. д.).

Результаты геологической документации увязываются по глубине с однозначно установленными на диаграммах каротажа контактами тел полезного ископаемого, петрографических разновидностей пород разреза, внутренних породных прослоев, пропластков с повышенным содержанием компонентов и т. д. При увязке глубин за основу принимаются данные каротажа. Несоответствия между данными каротажа и геологической документации устраняются путем сопоставления диаграмм каротажа и графиков непрерывного геофизического опробования керна (для методов, где реализована эта возможность).

Несоответствие данных геологической документации и результатов геофизических измерений в горных выработках устраняется путем повторной документации выработок и контрольных геофизических измерений.

Керновые и бороздовые пробы отбираются по интервалам, выделенным на диаграммах каротажа (для рентгенорадиометрического и селективного гамма-гамма методов – в сопоставлении с графиками непрерывного геофизического опробования керна) и на графиках замеров по стенкам горных выработок, с учетом порейсового выхода керна и природного типа полезного ископаемого (интервал опробования должен быть представлен полезным ископаемым одного природного типа).

Если геологическое опробование в силу объективных причин было выполнено до проведения геофизических измерений, интервалы на диаграммах каротажа и графиках замеров в горных выработках должны соответствовать единичным или объединенным пробам. В этом случае для увязки интервалов геологического и геофизического опробования дополнительно используется аналогия диаграммы распределения содержания полезного компонента по геологическому или геофизическому опробованию керна и формы диаграмм геофизических измерений.

Надежное сопоставление данных геологического и геофизического опробования скважин обеспечивается при линейном выходе керна по опорным интервалам 100 %.

Если количество интервалов с полным выходом керна не обеспечивает статистическую представительность сопоставления этих данных, то в качестве опорных используются интервалы с предельным выходом керна, для которого доказано отсутствие избирательного истирания.

Предельный выход керна устанавливается для каждого природного типа полезного ископаемого по результатам сопоставления данных кернового опробования (по классам выхода керна) с данными бороздового, валового или технологического опробования. Кроме того, в качестве заверочных могут быть использованы результаты сопоставления данных геофизического опробования керна и стенок скважин, полученных одним и тем же методом, а также результаты сопоставления суммарных мощностей внутренних породных прослоев и характера их распределения, установленных по геологической документации и данным каротажа.

Отбор бороздовых проб и опробование керна в опорных интервалах выполняются с применением механических пробоотборников и кернорезного оборудования, исключающих избирательное выкрашивание полезных и непродуктивных (породообразующих, жильных и др.) минералов. Достоверность бороздового опробования заверяется более надежным способом, как правило, валовым.

Случайные погрешности кернового и бороздового опробования определяются по результатам основного и контрольного опробования, выполненного одним и тем же способом отбора, обработки и анализа проб. Основное и контрольное опробование по опорным интервалам целесообразно проводить со 100%-ным внутренним и внешним контролем аналитических работ, результаты которого должны соответствовать требованиям методических рекомендаций по применению Классификации запасов месторождений соответствующего полезного ископаемого.

24. Построение графиков корреляционной зависимости (градуировочных графиков) показаний аппаратуры от содержания анализируемого компонента выполняется с учетом следующих требований.

Диапазон содержаний определяемых компонентов в пробах, отобранных в опорных интервалах, должен охватывать все классы содержаний в каждом из выделенных природных типов полезного ископаемого. Число классов принимается не менее четырех. Для основных компонентов они отвечают бедным, рядовым, богатым балансовым, а также забалансовым запасам полезного ископаемого и минерализованным породам (содержание полезных компонентов ниже бортового содержания для забалансовых руд).

Каждый класс содержаний в каждом природном типе полезного ископаемого представляется не менее чем 11 интервалами (пробами) с линейным эквивалентом, соответствующим пробе оптимальной геометрии.

В случае отсутствия достаточного количества опорных интервалов, отвечающих настоящим рекомендациям, в качестве опорных при гамма-гамма и рентгенорадиометрических методах исследования могут быть использованы их модели, составленные из монолитных образцов (штуфы, керн) полезного ископаемого, отобранных на изучаемом месторождении, или рядовые интервалы, достоверность результатов опробования которых подтверждена тем или иным фактическим материалом.

При построении корреляционных зависимостей учитывается вещественный состав полезного ископаемого, его структурно-текстурные особенности, а также технология проходки разведочных выработок. С этой целью на сводное поле корреляции выносятся точки с обозначением природного типа полезного ископаемого, угла встречи пластов в слоистых средах, глубины расположения интервала, номинального диаметра скважин и т.д. Для опорных интервалов, однородных по каждому из этих факторов, рассчитываются индивидуальные корреляционные зависимости.

Однородность сопоставительной выборки устанавливается по критерию 3S∆ или критерию Смирнова ξ, при этом количество исключенных отдельных интервалов не должно превышать 5 % объема выборки. Исключенные интервалы вносятся в дефектную ведомость с указанием причин грубых расхождений между данными геологического и геофизического опробования.

Критериями возможности использования на месторождении одного или нескольких уравнений регрессии являются величины систематических расхождений между данными геологического опробования и данными геофизических измерений, интерпретация которых выполнена с использованием всех зависимостей, установленных на месторождении. При отсутствии значимых систематических расхождений в качестве рабочего принимается уравнение, обеспечивающее наименьшую случайную погрешность геофизического опробования.

Подбор корреляционной зависимости выполняется в процессе расчета нескольких уравнений регрессии с применением полиномов 1-, 2-,..., n-й степени. В качестве оптимального принимается уравнение с наименьшим количеством коэффициентов, для которого систематические расхождения во всех классах содержаний между данными геологического и геофизического опробования незначимы, случайные расхождения минимальны, а коэффициент корреляции r или корреляционное отношение Θ не менее 0, 8.

Определение зависимости С = f(П), расчет коэффициентов регрессии, коэффициента корреляции или корреляционного отношения, их погрешностей и среднего квадратического отклонения данных опробования от уравнения (линии) регрессии, а также оценка достоверности выявленной связи выполняются по формулам и схемам, приведенным в соответствующих инструкциях с учетом требований пункта 11.

25. Оценка достоверности определения содержаний полезных компонентов или вредных примесей по принятым в качестве рабочих уравнениям регрессии производится в процессе дополнительного сопоставления данных рядового геологического и геофизического опробования по интервалам, в максимальной степени удовлетворяющим требованиям пункта 23. Данные по опорным интервалам, послужившие основой для построения корреляционных (градуировочных) графиков, в оценке достоверности рядового опробования не используются.

26. В качестве рабочих допускается использование уравнений регрессии, установленных для месторождения полезного ископаемого, аналогичного по минеральному и химическому составу, а также по структурным и текстурным особенностям полезного ископаемого изучаемому месторождению. Достоверность принятых корреляционных зависимостей оценивается в соответствии с пунктом 25.