Tézy habilitačnej práce - Analýza a modelovanie kvantitatívnych a kvalitatívnych

  • Published on
    12-Nov-2014

  • View
    753

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Analza a modelovanie kvantitatvnych a kvalitatvnych parametrov vybranch magnezitovch losk a ich prezentcia v prostred GIS systmov(Tzy habilitanej prce)

Transcript

<p>TECHNICK UNIVERZITA V KOICIACHFAKULTA BANCTVA, EKOLGIE, RIADENIA A GEOTECHNOLGI</p> <p>Analza a modelovanie kvantitatvnych a kvalitatvnych parametrov vybranch magnezitovch losk a ich prezentcia v prostred GIS systmov</p> <p>Tzy habilitanej prce</p> <p>Koice, 2005</p> <p>Ing. Peter Blian, PhD.</p> <p>OBSAH: VOD ................................................................................................................... ............................................................................... 1 1 2 3 3 4 4 5 7 7 8 8 9 10 10 11 11 13 13 13 13 14 16 16 17 19 24 25 26 27</p> <p>VEDECK CIELE PRCE</p> <p>1. SLOVENSKO A MAGNEZIT ...................................................................... 1.1. Loisko magnezitu Bankov - Koice ....................................................... 1.2. Loisko magnezitu Dbravsk masv - Jelava ....................................... 2. TATISTICK ANALZA ........................................................................... 2.1. tatistick analza kvalitatvnych parametrov v loiskovej asti Bankov - Koice ................................................................................. 2.2. tatistick analza kvalitatvnych parametrov v loiskovej asti Mikov - SEKTOR C ............................................................................... 3. GEOTATISTICK ANALZA 3.1. truktrna analza kvalitatvnych parametrov v loiskovej asti Bankov - Koice ..................................................................................... 3.2. truktrna analza kvalitatvnych parametrov v loiskovej asti Mikov - SEKTOR C ............................................................................. 3.3. Geotatistick odhad kvalitatvnych parametrov v loiskovej asti Bankov - Koice ..................................................................................... 3.4. Rozblokovanie loiskovej asti Bankov - Koice .................................... 3.5. Vpoet kvantitatvnych parametrov v loiskovej asti Bankov - Koice .. 3.6. Geotatistick odhad kvalitatvnych parametrov v loiskovej asti Mikov - SEKTOR C .............................................................................. 3.7. Rozblokovanie loiskovej asti asti Mikov - SEKTOR C .................. 3.8. Vpoet kvantitatvnych parametrov v SEKTORE C ............................. 4. GEOLOGICK GIS SYSTMY ............................................................... 4.1. Informan systmy ako expertn systmy v geolgii ............................ 4.2. Prezentcia geologickch dt v prostred GIS ..................................... 4.3. Geologick GIS systm pre loisk Bankov - Koice a Jelava ............. 4.3.1. Princpy navrhovania a tvorby geologickho GIS ....................... 4.3.2. Analza potrieb praxe a identifikcia loh systmu .................... 4.3.3. Nvrh koncepcie a charakteristika GIS systmu ..................... 4.3.4. Popis zkladnch modulov GIS systmu .................................... 4.3.5. Oblasti pouitia systmu a jeho prezentan monosti ............ 4.3.6. Zhodnotenie prnosu systmu pre oblas geolgie a banctva ..... ZVER ............................................................................................................. ................................................................................................</p> <p>LITERATRA</p> <p>ZOZNAM PRC AUTORA SVISIACICH S DANOU PROBLEMATIKOU ..........................................................................................</p> <p>Tzy habilitanej prce</p> <p>.</p> <p>Ing. Peter Blian, PhD.</p> <p>VOD Zkladnm a asto aj najam krokom pri rieen geologickch problmov je prevod relnych geologickch objektov do formy abstraktnch modelov. Proces modelovania v zsade rozliuje priestorov modelovanie morfolgie geologickch telies a modelovanie vntornch atribtov geologickch telies. Tu je potrebn zdrazni, e neexistuje jednotn postup modelovania ani jednoznan pravidl vberu vhodnch metd spracovania dt. Mnoho matematicko-tatistickch a geotatistickch postupov vyaduje splnenie striktnch predpokladov pre ich sprvnu aplikciu, tie sa vak u prrodnch objektov nie vdy daj overi. Proces modelovania geologickch telies je zvisl na sprvnej interpretcii vsledkov meran a pozorovan. Princpy interpretcie vak boli donedvna zaloen takmer vlune na manulnom spracovan. Ich presnos a formulovan zvery boli teda do znanej miery zvisl na odbornch znalostiach, empirickch sksenostiach a individulnych schopnostiach kadho rieitea. V svislosti s poiadavkami vestrannejieho a detailnejieho tdia geologickch objektov a s rozvojom interdisciplinrnych metd ich skmania dolo vo vyspelch ttoch v poslednch desaroiach k nrastu vyuvania vpotovej techniky aj v oblasti geolgie a banctva. Vyuitie databzovch systmov a geografickch informanch systmov (GIS) nachdza v sasnosti svoje miesto pri spracovan loiskovch dt, modelovan losk, operatvnom vpote zsob, rieen problmov efektvneho sledovania hlavnch ukazovateov aby aj v pecifickch podmienkach Slovenska. Modelovacie a analytick prostriedky GIS potom prinaj vyiu produktivitu prce a pomhaj efektvne rozhodova a riadi bansk podniky v trhovej ekonomike. Do oblasti potaovho modelovania losk spad aj tma habilitanej prce. Jej cieom je upozorni na modern matematick postupy, overi ich pouitie na vybranch loiskch, prezentova zskan vsledky na slovensk pomery netradinou formou - vyuitm geografickch informanch systmov a poukza na monosti irokho uplatnenia informanch systmov a potaovho modelovania v geologickej praxi.</p> <p>VEDECK CIELE PRCE 1. Vytvori o najkomplexnejiu databanku informci o vybranch magnezitovch loiskch. 2. Otestova geotatistick metdy pri modelovan distribcie itkovch zloiek a kodlivn v magnezitovch telesch a pri vpote zsob. 3. Zostavi potaov modely vybranch magnezitovch losk. 4. Navrhn geologick GIS systm a overi jeho pouitie v podmienkach praxe.</p> <p>1</p> <p>Tzy habilitanej prce</p> <p>.</p> <p>1. SLOVENSKO A MAGNEZIT Slovensk magnezitov priemysel s overenmi geologickmi zsobami magnezitu a vybudovanmi aobnmi a spracovateskmi kapacitami patr k najvznamnejm producentom zsaditch iaruvzdornch materilov na svete. Na zem Slovenskej republiky sa nachdza okolo 10% celkovch svetovch zsob magnezitu (obr.1) a s naou ronou abou a vrobou magnezitrskych vrobkov sa radme na popredn miesta v rebrku svetovch producentov. Dominantn postavenie m loisko Dbravsk masv (SMZ, a.s. Jelava), ktor reprezentuje okolo 75% overench zsob magnezitu a jeho predpokladan ivotnos pri sasnch objemoch ronej aby je viac ako 100 rokov. Z kvalitatvneho hadiska vina losk magnezitu na Slovensku m vy obsah oxidov eleza a preto s vyuvan hlavne na vrobu iaruvzdornch stavv pre klasick metalurgiu a cementrsky priemysel. V poslednom desaro nastal prudk rozvoj vyuitia tohoto typu magnezitu pre vrobu netvarovanch iaruvzdornch materilov, ktorch spotreba vo svete stpa a mineralogick zloenie slovenskch magnezitov ich vrobe vyhovuje (dusacie, nstrekov, torkrtovacie a opravrensk hmoty).</p> <p>Obr. 1. Prehadn mapa losk magnezitu na Slovensku. Neaen loisk: 1 - neznme vekosti, neskman; 2 - mal loisk (do 0,1 mil. t); 3 - stredne vek loisk (0,1-0,5 mil. t); 4 - vek loisk (0,5-2,0 mil. t); 5 - mimoriadne vek loisk (nad 2 mil. t); aen loisk: 6 - vek loisk; 7 - mimoriadne vek loisk; 8 - lubencko-margecansk lnia; 9 - nsunov lnia v nadlo vrchnho karbnu (v obl. 1 hrdocko-elezncka lnia) (Kuvart, 1984). Vysvetlivky: 1 Ruin (do 1955) 15 Biela Skala, 2 Cinobaa, 16 Ochtin (do 1955),3 Podreany (od 1955), 17 Bezmenn vskyt, 3a Kociha (magnezit s kremeom), 18 Bankov-Koice (od 1920), 4 Brdno, 19 Velk tet, 5 Burda (od 1907), 20 Martin ebk, 6 Ratkovsk Such (do 1958), 21 Kaveany, 7 Plosk (do 1964), Loisk mastenca a magnezitu: 8 Plosk-Latink (do 1951), 22 Kokava, 9 Sirk (do 1959), 23 Sinec a Rohka,10 Hlinka, 24 Samo, 11 Lubenk (od 1934), 25 Mtnik, 12 Amag (od 1934), 26 Polom, 13 Dbravsk masv (od 1905), 27 Haava, 14 Hrdok-Hrbky, 28 Ratkovsk Bystr (leukofylit). 2</p> <p>Ing. Peter Blian, PhD.</p> <p>Sasn a strategick ciele magnezitovho priemyslu Slovenskej republiky vychdzaj z kapacitnch a technologickch monost podnikateskch subjektov. Ich podnikatesk programy zvisia od poiadaviek trhu so iaruvzdornmi materilmi, vvoja cien energie a veobecnch podmienok podnikateskho prostredia. Spolonou stratgiou bude prehlbovanie spoluprce medzi magnezitovmi podnikateskmi subjektami pri optimlnom vyuit pecifk kadho subjektu. Dleitm aspektom aby je prve jej vplyv na ivotn prostredie. Tto problematiku je potrebn dsledne monitorova a vyhodnocova. Pri posudzovan vplyvov aby na ivotn prostredia sa v poslednom obdob zaali astejie presadzova modern informan a monitorovacie systmy (expertn systmy), zaloen na bze geografickch informanch systmov (GIS). Ich pomoc pri spracvan a vyhodnocovan vsledkov vskumu je dnes u ako nahraditen. 1.1. Loisko magnezitu Bankov-Koice Najvchodnejie zisten loisko magnezitu vo vrchnokarbnskch horninch je na severozpadnom okraji Koc. Nachdza sa v hlavnom loiskovom horizonte v zpadnej asti gemerika. Bezprostrednm podlom a nadlom loiskovho telesa s sericiticko-grafitick fylity s nerovnakm zastpenm psamitickej zloky a s kolsavm obsahom karbontovej prmesi a miestami s polohami tmavho dolomitickho vpenca a dolomitu s pozvonm precho-dom do pelitickch sedimentov. Vyie v nadlo telies sa nachdzaj ierne a chloritick fylity a mohutn poloha zelenokameov (redeponovanch diabzov). Horniny vrchnho karbnu june od loiska pokrva mocn vrstva klastickch a vulkanoklastickch hornn neognu. Predneognny relif obnaoval horniny nadloia a vytvral podmienky na sedimentciu a 500m mocnho svrstvia z polymiktnho zlepenca, vulkanoklastickch hornn a lovitho svrstvia neognu. Najvrchnejiu as, mocn 10m, tvor koick trkov formcia. Koick magnezitov loisko je druhm najvm slovenskm loiskom a jeho overen zsoby do rovne 150m n. m. s cca 150mil. t (Grecula, 1995). 1.2. Loisko magnezitu Dbravsk masv - Jelava Magnezitov loisko Dbravsk masv vystupuje v horninch vrchnho karbnu, ktor lemuje severn okraj gemerika v tesnej blzkosti lubencko - margecianskej lnie. Pozd nej je gemerikum nasunut na veporikum. tudovan loisko je tvoren tromi karbontovmi telesami, v ktorch s polohy magnezitu rznych rozmerov. Zpadn as loiska sa vol loisko Dbrava, stredn Mikov a vchodn Jedovec. Najvie magnezitov akumulcie s v asti Mikov, menie v asti Dbrava, najmenie v asti Jedovec. Na povrchu m karbontov loisko dku 4500 metrov v smere vchod-zpad. Maximlna prav mocnos loiska je viac ako 600 metrov. Dka po klone v zpadnej asti loiska presahuje 1200 metrov, vo vchodnej asti 1300 metrov. Styk nadlonch a podlonch hornn je ostr. Sklon stykovej plochy s podlom sa men od 20 do 60, v nadlo od 40 do 55 (Zlocha et al., 1985). Loisko Dbravsk masv, reprezentujce okolo 75% overench zsob slovenskho magnezitu, m dominantn postavenie na slovenskom trhu. Jeho predpokladan ivotnos pri sasnch objemoch ronej aby je viac ako 100 rokov.</p> <p>3</p> <p>Tzy habilitanej prce</p> <p>.</p> <p>2. TATISTIKA ANALZA 2.1. tatistick analza kvalitatvnych parametrov v loiskovej asti Bankov - Koice Na overenie vzahov medzi kvalitatvnymi parametrami na loisku Bankov - Koice bola ako modelov oblas vybrat zpadn as loiska, nazvan Bankov. Cieom matematickotatistickej analzy bolo predovetkm kvalitatvne popsa a zhodnoti bzu dt z uvedenej loiskovej asti. as Bankov je vertiklne ohranien geologickmi rezmi 0-0 a 1010, horizontlne 3. (150m n.m.) a 6. obzorom (0 m n.m.). Takto ohranien blok m rozmery: dka v smere SZ-JV 350m, v smere SV-JZ 150m a vku 150m. Databza obsahuje chemick analzy vzoriek odobratch z banskch diel a vrtov. lohou matematicko-tatistickch metd bolo predovetkm popsa typ distribcie dt, uri stredn hodnoty v jednotlivch sboroch dt s ich intervalmi spoahlivosti a korelanou analzou zhodnoti vzjomn vzah sledovanch zloiek. Tieto vsledky boli neskr pouit pre odhad chemizmu metdou krigingu. Zo zskanch zverench sprv bola zostaven rozsiahla databza, obsahujca viac ako 5000 zznamov o chemickch analzach vzoriek (vrtn jadr, zsekov vzorky) z danej loiskovej asti. Z nej bol vytvoren dtov sbor, obsahujci cca 2200 vzoriek, ktor bolo mon poui na alie spracovanie. Pre kad vzorku boli uren priestorov sradnice v systme S-JTSK. Sprvnos vpotu tchto sradnc bola priebene kontrolovan na zklade pozci jednotlivch vrtov a banskch diel v prostred ArcView GIS (obr. 2). Konen dtov sbor, uren pre alie spracovanie, obsahoval 2195 vzoriek s priestorovmi sradnicami a analyzovanmi chemizmami spolu 8 premennch (sradnice X, Y, Z, MgO, CaO, Al2O3, SiO2, Fe2O3). V rmci podrobnej matematicko-tatistickej analzy loiskovch vzoriek (chemizmy MgO, CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3) boli vypotan zkladn popisn tatistiky stredu, rozptylu, varicie ako aj tatistiky popisujce tvar rozdelenia tudovanch chemizmov. Vsledky vpotu s uveden v tabuke . 1.</p> <p>Obr. 2. Priestorov pozcia vzoriek a banskch diel na vybranej loiskovej asti loiska Bankov Koice. 4</p> <p>Ing. Peter Blian, PhD.</p> <p>Korelan analza tudovanch chemizmov upozornila na vysok hodnotu korelanho koeficientu (0,889) medzi hodnotami chemizmov MgO a CaO indikujcu vysok zporn zvislos medzi tmito premennmi, o znamen, e s nrastom obsahu MgO v loisku kles priamomerne obsah CaO a naopak. Ostatn koeficienty korelcie medzi tudovanmi premennmi s v podstate zanedbaten.Tab. 1. tatistick parametre analyzovanch chemizmov v loiskovej asti Bankov - Koice. MgO [%] Fe2O3 [%] CaO [%] Al2O3 [%] SiO2 [%] Poet analz Minimum Maximum Aritmetick priemer Smerodajn odchlka ikmos thlos Koeficient varicie 2195 0,5 59,93 43,043 1,915 -1,715 2,12 0,044 2195 0,22 14,93 2,353 0,455 0,5952 2,8508 0,193 2195 0,03 54,15 2,386 1,902 2,397 6,415 0,797 2136 0,1 17,61 1,558 2,461 3,647 14,188 1,293 2195 0,14 77,29 1,989 1,317 4,422 21,291 0,662</p> <p>2.2. tatistick analza kvalitatvnych parametrov v loiskovej asti Mikov - SEKTOR C Loisko Dbravsk masv - Jelava je pomerne rozsiahle (ako u bolo uveden, sklad sa z 3 telies Dbrava, Mikov a Jedovec), take pre potreby vskumu bola aj v tomto prpade vybrat iba jeho as. Spracovvan bola centrlna as - teleso Mikov, konkrtne SEKTOR C. SEKTOR C je vertiklne ohranien horizontmi 350m n.m. a 400m n.m.. Jeho rozmery s: dka 150m, rka 250m a vka 50m. Cieom matematicko-tatistickej analzy dt z loiskovej asti Mikov - SEKTOR C bolo podobne ako na loisku Bankov - Koice popsa typ distribcie dt, uri stredn hodnoty v jednotlivch sboroch dt, ich intervaly spoahlivosti a korelanou analzou zhodnoti vzjomn vzah sledovanch zloiek. Tieto vsledky boli taktie pouit pre odhad chemizmu metdou krigingu.</p> <p>Obr. 3. Priestorov pozcia vrtov a banskch diel v loiskovej asti Mikov - SEKTOR C.</p> <p>Obr. 4. Priestorov pozcia vrtov, vzoriek a banskch diel v loiskovej asti Mikov SEKTOR C.</p> <p>Na zklade pasportov prieskumnch vrtov, zskanch od spolonosti SMZ Jelava a.s., obsahujcich informcie o 69 vrtoch z obzoru 350m n.m. situovanom v dobvacom SEKTORE C bol vytvoren zkladn dtov sbor. Pre jednotliv vrtn jadr boli poda pozci st vrtov a ich orientcie vypotan priestorov JTSK sradnice kadho vrtnho jadra. Sprvnos5</p> <p>Tzy habilitanej prce</p> <p>.</p> <p>vpotu sradnc bola priebene kontrolovan poda jednotlivch vrtnch pozci v tabukovom procesore MS Excel a v programe ArcView GIS (obr. 3 a 4). Konen dtov sbor, uren na tatistick spra...</p>