CC BY
14
Тем не менее, как и в предыдущей статье в этом журнале [7], мы считаем, что, несмотря на известные отличия торфов и углей, возможен общий подход к рассмотрению петрографического (микрокомпонентного) и фациального состава каустобиолитов.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования РФ (грант МГГРА № Г-52).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Геологические и геохимические условия современного торфонаконления / Македонов A.B.. Вальц И.Э., Головенок О.М., Ишина Т А. и др. (на примере некоторых торфяников северо-запада Русской платформы) //Состояние и задачи советской литологии. - М.: Наука, 1970. - С. 161-167.
2. Евстрахнн В.А., Прокофьева Л.М., Кошелев А.П. Минеральные ресурсы России. Вып.2. Топливно-энергетическое сырье - нефть, природный газ, уголь, уран, горючие сланцы, торф / Под ред. В.П. Орлова. - М.: ЗАО "Геоинформмарк", 1997. - 89 с.
3. Зеров Д.К. Болота УССР, роайнгасть i страт;граф1я. - Киев, 1938. - 217 с.
4. Иванов К.Е. Гидрогеология болот. - Л.: Гндрометеоиздат, 1953. - 299 с.
5. Пичугин A.B. Торфяные месторождения. - М: Высшая школа, 1967. - 276 с.
6. Русский В.И. Петрографический и фациальный состав угольных пластов Кызылтальской депрессии (Тургайский бассейн) //Геология угольных месторождений. - Екатеринбург, 1991. - С. 72-80.
7. Русский В.И., Волостнова Н.В. К генетической классификации торфов Урала //Известия Уральской гос.горно-геологич. академии. Сер.: Геология и геофизика, вып. 8 , 1998. - С. 117-122.
8. Тимофеев П.П., Боголюбова Л.И. Седиментогенез и ранний литогенез голоценовых отложений в областях приморского торфонакопления. - М.: Наука, 1998. - 430 с.
9. Типы торфонакопления, их пространственная и временная локализация в угленосных формациях /Македонов A.B., Вальц Н.Э., Головенок О М. и др. // Угленосные формации и их генезис. - М Наука, 1973. - С. 42-52.
10. Тюремнов С.Н. Торфяные месторождения. - М.: Недра, 1976. - 487 с.
УДК 553.43:622.142.1 (470.5)
Ю.К.Панов
О МЕТРОЛОГИЧЕСКОМ СОДЕРЖАНИИ ДОСТОВЕРНОСТИ СПОСОБА ОПРОБОВАНИЯ
Одним из главных требований при разработке метрологических основ способов опробования является однозначность применяемых метрологических понятий и терминов, соответствие их нормам русского языка и традиционным классическим метрологическим терминам. Часто применяемый термин общего пользования «достоверность» можно отнести к понятию метрологического плана.
Согласно нормам русского языка [2], достоверно то, что не вызывает сомнений, то, что надежно. В такой интерпретации достоверность на интуитивно-бытовом уровне воспринимается однозначно и обсуждению не подлежит. Например, однозначно воспринимается словосочетание «достоверная информация».
В то же время в классической метрологической литературе термин «достоверность» отсутствует, а вместо него применяются такие термины, как правильность, верность.
г.:спроизводимость, точность метода исследования [6,8,9]. Так, правильность (верность) метода -¿растеризуется величиной систематической погрешности, а воспроизводимость (точность) -величиной случайной погрешности [6, 9]. Чем меньше систематическая погрешность, тем правильнее, ьгрнее определения по методу. Любой метод должен быть правильным, т.е. не иметь систематических -сгрешностей. Чем меньше случайная погрешность, тем выше воспроизводимость метода, его точность, поскольку по рекомендациям Межведомственного союза теоретической и прикладной .хмии (ИЮПАК) под точностью предполагается понимать воспроизводимость или разброс [6]. Следовательно, воспроизводимость или точность метода измерения характеризуется теснотой, гчностью полученных результатов измерений. Любой метод определений в классической метрологии всегда сопровождается случайными погрешностями, и его воспроизводимость должна :ыгь указана в инструкции. Так, например, в аналитической химии указываются категории точности тименяемых методов анализа. Вполне однозначные толкования терминов «правильность» и воспроизводимость» (точность) метода вполне достаточны для того, чтобы убедиться в том, что зтределения не вызывают сомнений, а стало быть, и сам метод достаточно надежный, если он ~авильный, а его воспроизводимость (точность) соответствует требованиям инструкций.
По рассмотренным выше обстоятельствам, термины «достоверность», «надежность» никогда т; упоминаются в классической метрологии [9]. Конечно, можно определить способ как ^-■стоверный, когда он правилен (верен) и достаточно точен, но это будет для классической ■метрологии избыточный термин, дублирующий традиционные, общепринятые. Поэтому термин достоверность метода» и не востребован классической метрологией. Необходимо только помнить, ^то любой способ не вызывает сомнений в представляемой им информации, если этот способ верный правильный) и достаточно точный, т.е. способ не должен вызывать сомнений ни в верности гтэавильности), ни в точности.
Анализ экспериментальных и методологических исследований по опробованию твердых полезных ископаемых показывает, что термин «достоверность способа опробования» (ДСО) очень нироко применяется в геологоразведочной литературе [1,4,7,10], однако подавляющее большинство ¿зторов вкладывают в него недостаточно корректный метрологический смысл, что не отвечает —инятым нормам русского языка. Это связано: 1) с тем, что понятие ДСО подменяется понятием арности (правильности), а точность (воспроизводимость) при этом игнорируется; 2) даже при оценке • прощенного» (без учета точности) ДСО не принимается во внимание, что способ опробования чожет иметь знакопеременную систематическую погрешность при полном отсутствии классической систематической погрешности; 3) при оценке ДСО не учитывается целевое использование получаемой информации.
Достоверность способа опробования оценивается по критерию Стьюдента I для сопряженных _лр проб, одни из которых принимаются за контрольные и;, а другие за контролируемые V,. При этом используется формула [10]
, _ /Р-Ё7/
" (1)
1Я — найденное значение критерия Стьюдента; V и и - сосоответственно средние значения по контролируемым н контрольным пробам; п - число пар сопряженных проб; , , ^и", - средние •вадратические отклонения и дисперсии соответственно по контролируемым и контрольным пробам; г - коэффициент корреляции между контролируемыми и контрольными пробами.
Классическая систематическая погрешность считается статистически незначимой при 5 % ••ровне значимости, а, стало быть, способ опробования достоверным, если меньше 1,96. Такая
процед\ра оценки достоверности способа опробования носит чисто формальный характер и совершенно не учитывает метрологическое содержание и здравый смысл термина «досговерност».» так как при такой оценке достоверности не оценивается точность (воспроизводимость) и уровень точности не сравнивается с требованием к точности при решении данной конкретной задачи опробования. Очевидно, что только значение критерии Стьюдента I не может быть принято за меру, которая снизила бы сомнения в надежности получаемой информашш.
Нами предлагается более корректное в метрологическом аспекте определение термина ^достоверность способа опробования» (4). «Способ опробования считается достоверным. *'с;ш классическая и знакопеременная систематическая погрешность у него практически отсутствует, и точность (воспроизводимость) удовлетворяет предъявляемым требованиям«.
Достоверность способа опробования в полном объеме может быть обоснована метрологически посредством эталонных проб, вычислительного эксперимент и обработки полученной информации сопряженных измерений методом метрологических карт [3).
Графоаналитическая обработка вариантов имитационного опробования проводится по специально составленной программе, реализованной из современных ПЭВМ и следующей последовательности.
Но эталонным пробам и пробам вариантов вычислительного эксперимента рассчитываются/; статистические характеристики средние значения V и и; средние квадратическис отклонения |
коэффициенты корреляции г, уравнение регрессии Ц = а + ЬУ„ а также значения корней эллипса/ рассеяния сопряженных измерений; критерии Стьюдента - I и Фишера - Р при 5 % уровне-значимости а.
По этим критериям делается заключение о наличии - отсутствии классической систематической погрешности н равноточностн - неравноточности способов вариантов разрешения относительно эталонных проб.
С учетом статистических характеристик и критериев согласия - различия рассчитываются воспроизводимость (точность) способа н оценивается классическая и знакопеременная систематическая погрешность.
Расчеты производятся по следующим формулам
5Си
£ (¿'-¿У
'Т1
п-\
(2)
'01
= 2% юо.
IУ+Г
13)
в'ы.
I (Л-<1)2
1Г»М> '
(4)
5'о1 =2^%юо,
и+у
(5)
Дс = ¿У=(У - V,
(6)
Пт—
' Ж *>
•100,
(7)
где Бги. 5«, 6'«- соответственно точность (воспроизводимость) абсолютная и относительная
для неравноточных (формулы 2. 3) и по »-й паре сопряженных проб". • разность средних значений равноточных (4. 5) сопряженных проб; 4 — V, - Ц ^ разность содержаний по-
:-талонным и контролируемым пробам; п - число сопряженных пар проб; Дс - классическая систематическая погрешность; - допустимая средняя квадратическая случайная относительная -огрешность химического анализа; ПТ - показатель точности.
По результатам расчетов строится метрологическая карта сопряженных измерений, представляющая корреляционный график, на который дополнительно наносятся метрологические -зрактеристики: линия равенства, контур эллипса рассеяния отдельных сопряженных проб, линия г-егрессии Ц = а + bVj и допустимая (толерантная) область нахождения линии регрессии [3]. При :-том при построении линий допустимых погрешностей и толерантной области используется оценка воспроизводимости (точности) S« или S'oj как метрологической характеристики, наиболее :съективно отражающей структурно-текстурные особенности геометрической базы эталонных проб. Главное назначение метрологической карты сопряженных измерений - выявление и оценка значимости знакопеременной систематической погрешности способа опробования, без чего - ¿возможно сделать метрологически обоснованное заключение о достоверности способа :пробования. Знакопеременная систематическая погрешность считается практически -есущественной, а способ опробования правильным или верным, если линия регрессии U, - а + bV, на •сем диапазоне измерения значения свойства V, не выходит из толерантной области, а классическая гистематическая погрешность статистически незначима при 5 % уровне значимости.
Проведенные нами [4, 7] и С.В.Поповым [5] 5ольшие объемы экспериментальных исследований по полному контролю опробования при разработке гтандартов разного уровня при опробовании товарных руд и концентратов железных, хромитовых, •гдноколчеданных и редкометалльных руд позволяют в качестве предельного значения показателя точности ПТ рекомендовать величину 6. Гпособ опробования считается удовлетворительным по точности (воспроизводимости), если показатель точности (ПТ) не превосходит числа б. Чем меньше .начение ПТ, тем точнее способ. Показатель ПТ нельзя использовать формально, поскольку возможны парадоксальные случаи, когда при очень низком :начении ПТ способ опробования неприменим при решении конкретной задачи. Например, если 8Х = 20-30 %, то ПТ может быть меньше единицы, т.е. формально способ следует признать высокоточным, но такой способ опробования нельзя будет применять с целью оконтуривания залежи или выделения промышленных сортов руд, т.к. сложность контуров будет обусловлена не природными явлениями, а превалирующей над всеми погрешностями операций опробования погрешностью химического анализа.
Проиллюстрируем оценку достоверности способа опробования методом эталонных проб и четрокарт На рисунке представлена метрологическая карта сопряженных проб для одного из вариантов вычислительного эксперимента при обосновании метода отбора проб на шахте Гумешевского контактово-метасоматического месторождения меди. В качестве эталонной пробы использовалась сплошная бороздовая проба длиною 1 п.м, сечением 3 х 5 см, состоящая из 10 разовых точечных проб и 9 целиковых проб, выполняющих промежутки между точечными пробами За контролируемый способ принят один из вариантов вычислительного эксперимента, состоящий из 10 разовых
FT1 / F^ [=> F=|4 д
Метрологическая карта сопряженных измерений (содержаний меди по линейно-точечным пробам V, и эталонным пробам и,): 1 - контур эллипса; 2 - линии допуска; 3 - линия равенства; 4 - линия регрессии: и, = 0,50 + 0,65 V]; 5 - толерантная область нахождения линии регрессии; 6 - точки сопряженных измерений (проб)
(точечных) проб. Исследования 30 сопряженных проб, отобранных по квари-карбоматным породам дали следующие результаты: = -0.048. Д, = 0.004 % Си. ?я = 1.58. РтЛя = 1,9,1ГГ = 10,43.
Анализ метрологической карты и приведенных к ней расчетов свидетельствует, что линейно-точечный способ отбора проб (10 точек с 1 погонного метра) является недостоверным по следующим причинам:
1) присутствует знакопеременная систематическая погрешность, т.к. линия регрессии I', = 0,50+ 0,65У выходит за толерантную область, хотя классическая систематическая погрешность абсолютно отсутствует (средние I) н V совпадают);
2) показатель точности ПТ превышает принятое критическое значение 6 Следовательно, линейно-точечный способ отбора бороздовых проб неверный (неправильный), а также недостаточно точный, характеризуется низкой воспроизводимостью.
Определение термина «достоверность метода опробования» с метрологических позиций и норм русского языка, матечатмппгкир н графоаналитические способы оценки входящих в это» термин метрологическюс характеристик открывают реальные возможности разработки группировки категорий точности методов опробования. Для решения этой фундаментальной проблемы необходимо использовать данные экспериментальных работ по опробованию, начиная с исследований Н.В Барышева, до исследований, проведенных кафедрами поисков и разведки месторождений полезных ископаемых и кафедрой технологии и техники разведки С.ГИ УГЛА в области стандартизации опробования и автоматизированных систем хранения керна
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИ Й СПИСОК
1. Комплексная геологсг-зкономичсская опенка рудных месторождений (основы мсюликн) /А.М.Быбочкнн. Л ЗБыховский. Ю.Ю.Воробьев и др - М.. Недра, 1990 - 326 с
2. Ожегов СЯ Словарь русскою языка. 14-е изд.. стереотипное/ Под ред Д-ра фнлол наук, проф Н.Ю Шведовой. - М. Русский язык," 1982. - Ш с
3. Панов Ю.К. Метрологическое обеспечение метода пунктирной борозды при опробовании чедноколчеданных месторождений Урала// Моделирование геологических систем и процессов Мат-лы региональной конференции / Перм ун-т. - Пермь. 1996. - С. 81-83.
4. Пинок Ю.К. Опробование твердых полезных ископаемых: Учебное пособие. Екатеринбур! Изд-во УГГТА. 1998.- 102 с.
5. Попов СВ. О некоторых погрешностях опробования магнетитопых руд // Илв.вузов Горн.журн -1989 -К? 8.-С. 103-107.
6. Рекомендации но представлении) результатов химического анализа // Аналитическая химия -1971. - 34, № 5. - 1021 с.
7. Рудничная геология: Учебное пособие для вузов / В.ФМяисоя. А М.Быбочкнн. И И Б>гаев и др М.: Недра, 1986. - 199 с.
Я. Термины, определения и обозначении метрологических характеристик иижнпа исшссгвя //Аналитическая химия. - 1975. - Т.XXX. вьш 10. - С 2058-2063.
9. Тюрнн Н.И. Введение в метрологию. - М. Изд-во стандартов. 1976 - 104 с.
10. Усиков Ю.Т. Достоверность геологоразведочной информации. - М.: Недра. 1988 - 120 с
