background image

 

Strona 1 z 8 

 

Akademia Górniczo-Hutnicza 

im. Stanisława Staszica 

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

 

 

Kierunek: Górnictwo i Geologia 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sprawozdanie: 

Statystyczny ocena zasobności złoża miedzi KGHM w serii W-R. 

 

 

 

 

 

Wykonali: 

Bartosz Klich 

Piotr Więckowski 

Mariusz Świętojański 

background image

 

Strona 2 z 8 

 

W geologii górniczej do opisu i oceny wartości parametrów złożowych używane są metody 

statystyki matematycznej oparte na rachunku prawdopodobieństwa z założeniem, że parametry te są 
zmiennymi losowymi, co pozwala wywnioskować właściwości całego złoża, na podstawie 
wyodrębnionej części (próbki statystycznej). Celem matematycznego opracowania wyników badań 
jest określenie przedziałów ich zmienności, ponieważ ośrodek geologiczny nie jest jednorodny, poza 
tym pomiary charakteryzują się niedokładnościami wynikającymi z samych metod badawczych oraz 
zaokrągleń wyników. 

Opracowanie wyników zaczyna się od zastąpienia obszernego zbioru danych z opróbowań 

złoża szeregiem parametrów statystycznych odzwierciedlających cechy złoża. Do tych parametrów 
należą: 

Miary położenia: średnia arytmetyczna, mediana i moda; 

Miary rozrzutu: wariacja, odchylenie standardowe i współczynnik zmienności; 

Miary skośności: współczynnik asymetrii; 

Miary spłaszczenia: współczynnik ekscesu, którego nie liczymy. 

Z racji, iż dysponujemy danymi powyżej 30 jednostek (zał. 1), dlatego do wyznaczania 

parametrów statystycznych używać będziemy szeregu rozdzielczego wraz z graficzną prezentacją 
wyników w postaci histogramu (zał. 2). Przedziały klasowe histogramu zostały wyliczone z: 

∆ =

1 + 3,3 ∗ log

 

Histogram jest jednomodalny, asymetrycznie dodatni, prawo asymetryczny, zawiera 8 

przedziałów. 

Opis poszczególnych parametrów: 

Średnia arytmetyczna stanowi podstawę klasyfikacji złóż pod względem zawartości składnika 
użytecznego wg R. Krajewskiego. Natomiast ze względu na możliwość błędnego określenia z powodu 
zbyt małej liczby próbek lub błędów analizy chemicznej może dojść do zawyżonych wartości tego 
parametru, dlatego też nie może być on brany pod uwagę, jako jedyny parametr określający złoże. 
Średnia miąższość złoża w badanych próbkach wynosi 207,7 [m]. 

 

Mediana jest środkową wartością danych uszeregowanych rosnąco lub malejąco i jest rozumiana, 
jako optymalne przewidywanie wartości za pomocą jednej liczby, w tym przypadku wynosi ona 
198,315 [m]. 

Moda to wartość występująca najczęściej lub wartość środkowa najliczniejszej klasy. Wskazuje, z 
jakimi wartościami parametrów złożowych można się najczęściej spotkać. Określenie modalności 
histogramu stanowi informację o jednorodności lub niejednorodności badanego parametru 
złożowego. Histogramy wielomodalne pomagają wydzielić z ośrodka niejednorodnego części 
jednorodne ze względu na dany parametr. Moda dla badanych próbek jest równa 200 [m] i jest 
wartością środkową najliczniejszej klasy. Histogram jest jednomodalny. Wielkość mód pozwala na 
określenie kolejnego parametru, jakim jest asymetria. 

background image

 

Strona 3 z 8 

 

Wielkość asymetrii określa współczynnik asymetrii oraz znak (kierunek) asymetrii. Przy asymetrii 
dodatniej (prawo asymetrycznej) mediana daje zawsze niższe wartości od średniej asymetrycznej, co 
pozwala na ostrożniejsze szacowanie nieznanej rzeczywistej wartości średniej parametru w złożu. Ma 
to znaczenie przy występowaniu w próbkach nielicznej grupy danych o bardzo wysokich 
(anomalnych) wartościach parametru złożowego znacznie przewyższających wartość średnią np. 
występowanie samorodków złota. Wtedy do szacowania, jako wartość średnią używa się mediany by 
zapobiec przeszacowaniu zasobów złoża. Wynosi 0,368348667. 

Miarę spłaszczenia opisuje współczynnik ekscesu: 

=

1

(

− ) − 3 

W naszym przypadku wynosi : -3,2287873 

Wariancja to średnie kwadratowe odchylenie badanej cechy od wartości średniej arytmetycznej 
utożsamiania ze zróżnicowaniem zbiorowości. W tym przypadku wynosi 3282,00 [m]. 

Odchylenie standardowe to średnie odchylenie wartości badanej cechy od wartości średniej 
arytmetycznej. Dla badanych próbek wynosi 57,29 [m]. 

Współczynnik zmienności, jako miara rozrzutu stanowi miarę rozproszenia wartości danego 
parametru złożowego w badanych próbkach. Umożliwia to porównywanie zmienności różnych 
parametrów złożowych np. miąższości i zawartości składnika użytecznego lub porównywanie tych 
samych parametrów przy silnie zróżnicowanych wartościach średnich. Współczynnik zmienności jest 
ważny przy projektowaniu sieci rozpoznawczej, której gęstość trzeba dopasować do parametru 
złożowego o największej zmienności. Jest on również istotny przy określaniu minimalnej wielkości 
próbki pobieranej z urobku wg wzoru H. Czeczotta. Współczynnik zmienności jest podstawą 
klasyfikacji zmienności złóż wg Baryszewa. Dla analizowanych wynosi on 17,75%, co wg powyższej 
klasyfikacji oznacza, że złoże to znajduje się w pierwszej grupie złóż o przeciętnej sile zmienności.  

 

Określone wartości parametrów statystycznych dla próbki, jak i postać histogramu, są ściśle 

związane z konkretnymi warunkami pomiaru wartości parametrów złożowych. Zależą one nie tylko 
od naturalnej zmienności parametrów złożowych, ale też od kształtu i liczby próbek, a w 
szczególności od wielkości i orientacji próbek w przestrzeni geologicznej. W przypadku, gdy próbki o 
kształcie prostokąta orientowane są dłuższym bokiem równolegle do kierunku maksymalnej 
zmienności złoża anizotropowego, rozrzut wartości parametrów złożowych jest znacznie mniejszy niż 
w przypadku orientacji próbki krótszym bokiem równolegle do kierunku tej zmienności. Przejawia się 
to również większym skupieniem histogramu wokół wartości średniej oraz niższymi wartościami 
parametrów rozrzutu. Dlatego orientacja próbek w złożu powinna być dobierana stosownie do 
struktury zmienności złoża. Tak samo należy postępować przy planowaniu geometrii sieci 
rozpoznawczej. Z tego wynika, że wiarygodne porównywanie zmienności parametrów złożowych 
może się odbywać tylko przy zastosowaniu podobnego typu opróbowania. 

 

 

background image

 

Strona 4 z 8 

 

Załącznik 1. 

  1 

143,55 

181,61 

229,01 

197,42 

190,95 

153,62 

219,13 

142,61 

146,01 

10 

308,87 

11 

261,5 

12 

70,74 

13 

63,24 

14 

247,7 

15 

282,37 

16 

194,91 

17 

215,13 

18 

226,15 

19 

309,41 

20 

204,1 

21 

164,45 

22 

181,57 

23 

198,74 

24 

163,19 

25 

189,48 

26 

157,25 

27 

256,71 

28 

360,68 

29 

199,46 

30 

273,52 

31 

321,14 

32 

303,45 

33 

275,67 

34 

186,92 

35 

151,39 

36 

177,82 

37 

141,3 

38 

283,02 

39 

232,4 

40 

248,92 

41 

323 

42 

242,53 

43 

218,46 

background image

 

Strona 5 z 8 

 

44 

195,7 

45 

184,12 

46 

155,31 

47 

204,51 

48 

257,46 

49 

176,68 

50 

202,27 

51 

176,34 

52 

145,57 

53 

163,05 

54 

163,3 

55 

219,49 

56 

180,03 

57 

235,03 

58 

169,57 

59 

298,05 

60 

215,92 

61 

172,98 

62 

203,3 

63 

131,1 

64 

280,65 

65 

197,89 

66 

243,74 

67 

142,99 

68 

326,5 

69 

215,25 

70 

170,44 

71 

140,7 

72 

204,61 

73 

166,72 

74 

182,38 

75 

193,33 

76 

209,48 

77 

270,57 

78 

170,47 

79 

169,63 

80 

245,01 

 

 

 

 

 

background image

 

Strona 6 z 8 

 

 

średnia arytmetyczna: 

207,7405 

 

 

 

mediana: 

198,315 

 

 

 

moda: 

200 

 

 

 

odchylenie standardowe: 

57,29 

 

 

 

wariancja: 

3282,00 

 

 

 

 

współczynnik zmienności: 

27,58 

 

 

 

współczynnik asymetrii: 

0,368348667 

 

klasa(przedział)  częstość 
  

  

1. (0 -40) 

2. (40-80) 

3. (80-120) 

4. (120-160) 

12 

5. (160-200) 

28 

6. (200-240) 

16 

7. (240-280) 

10 

8. (280-320) 

9. (320-360) 

 

0

5

10

15

20

25

30

1

2

3

4

5

6

7

8

9

cz

ę

st

o

ść

Klasa

background image

 

Strona 7 z 8 

 

Przedziałowa ocena średnich wartości parametrów złożowych i zasobów złoża. 

W statystyce matematycznej występują dwa rodzaje ocen: punktowa i przedziałowa. Ocena 
punktowa ma na celu odszukanie wyników próbki statystycznej, czyli takiej liczby która zapewnia 
najlepsze przybliżenie wartości szukanego parametru rozkładu rozpatrywanej zmiennej losowej (np. 
średnia arytmetyczna). Warto podkreślić, że taka ocena jest ryzykowna z powodu naturalnej 
zmienności złoża i błędów popełnionych w czasie opróbowań, a także analizy chemicznej próbek. 
Drugim rodzajem jest ocena przedziałowa, która daje możliwość bezpieczniejszego sposobu oceny 
średnich wartości przez wyznaczenie przedziałów ufności. W granicy przedziału ufności powinna się 
mieścić prawdopodobieństwem prawdziwa, nieznana wartość średnia badanego parametru 
złożowego.  

 

Przy dokonaniu oceny przedziałowej rozróżniono próbkę statystyczną jako dużą (liczba 

elementów jest większa jak 30). Z twierdzeń granicznych przyjęto, że rozkład średniej arytmetycznej 
jest bliski rozkładowi normalnemu. Korzystając z powyższych zależności wyznaczono granice 
przedziału ufności dla wartości średniej wg. wzoru: 

− ×

<

<

+ ×

= 1 −    

gdzie: 
n- liczba punktów opróbowań (80) 
m – nieznana, prawdziwa wartość średnia parametru złożowego 
z – współczynnik ufności (2) 
α – poziom istotności 
1-α – dopuszczalne ryzyko błędu 
s – odchylenie standardowe (57,29) 

 – średnia arytmetyczna (207,74) 

Zastosowano prawdopodobieństwo dla rozkładu normalnego P=0,95 (z=2) 

P (194,92 < m < 220,55) = 0,95 

 

Z ryzykiem błędu 5% można stwierdzić, że nieznana średnia wartość parametru mieści się w 
przedziale: 

 (194,92 < m < 220,55)  

 

 

 

 

 

background image

 

Strona 8 z 8 

 

Aby określić minimalną ilość punktów opróbowania dla złoża, która zapewnia złoża z zadanym 
dopuszczalnym błędem, wyliczono dopuszczalny bezwzględny błąd oceny średniej wartości 

parametru 

ε

b

 oraz błąd względny 

ε

w

 

ε

= 12,81 

 

×

%

 

ε

= 6,16% 

 

Wartość błędu względnego wyrażona w procentach pozwala na swobodne porównywanie 
parametrów wyrażonych w różnych jednostkach. W naszym przypadku E

w

= 6% co jest wynikiem na 

niskim poziomie mieszczącym się w kategorii A (złoże dobrze rozpoznane). 

 

Finalnym krokiem w omawianej analizie statystycznej będzie określenie minimalnej gęstości 

sieci rozpoznawczej dla złoża kategorii rozpoznania A, czyli o dopuszczalnym błędzie oszacowania 
zasobów wynoszącym 10%. Przekształcając wyżej wymienione wzory otrzymujemy:  

 

= (

×

×

)  

czyli: 

n

min

= 0,00185 

 

 

Przy  założeniach,  że  mamy  do  czynienia  ze  złożem  kategorii  rozpoznania  A,  a 

prawdopodobieństwo występowania wynosiło 95% możemy wnioskować, iż wykonanie 80 punktów 

badawczych  w  celu  oszacowania  średniej  zawartości  miedzi  w  serii  złożowej  było  zbędne.  Złe 

oszacowanie gęstości sieci rozpoznawczej wiążę się ze stratami finansowymi i czasowymi.