The influence of interpolation algorithms choice and post-processing corrections on the accuracy of the deposit parameter estimation

Głównym celem artykułu była ocena wpływu rodzaju interpolatora na dokładność szacowania miąższości pokładu jednego ze złóż węgla brunatnego. Do tego celu wykorzystano następujące interpolatory: odwrotnej odległości (ID), minimalnej krzywizny (MC), zmodyfikowaną metodę Shepard’a, krigingu z modelem liniowym (LK), krigingu z modelem sklejanym (SK) i krigingu zwyczajnego (K) dostępne w oprogramowaniu komputerowym (Surfer12, Isatis, RockWorks16). Stwierdzono, że metody geostatystyczne są dokładniejszymi interpolatorami wartości parametru złożowego niż metody deterministyczne, gdy w strukturze zmienności badanego parametru jest wyraźnie zaznaczony składnik nielosowy (U N >80%) oraz duży zasięg autokorelacji (podobieństwa) wartości parametru. Zastosowanie poprawek Yamamoto oraz High-Fidelity filter pozwoliło na znaczne obniżenie wartości średniego absolutnego błędu względnego oszacowania wartości w punktach opróbowania, na podstawie których odbyło się szacowanie. Weryfikację dokładności wyinterpolowanych wartości w obrębie mapy izoliniowej stworzonej na podstawie zbioru podstawowego umożliwił wcześniej wyłączony z szacowania zbiór testowy. Przeprowadzona analiza potwierdziła, że metody geostatystyczne charakteryzują się niższym błędem interpolacji niż metody niestochastyczne. Dodatkowo dokonano wstępnej oceny przydatności i możliwości wybranych aplikacji, wykorzystanych w trakcie realizacji prac. Analiza ta wykazała, że najbardziej rozbudowanym narzędziem do predykcji wartości parametru jest oprogramowanie Isatis firmy Geovariances.The main purpose of this article was assessment of selected kind of interpolation algorithm on accuracy of the lignite deposit thickness estimation. The following interpolators had been used: minimum curvature (MC), inverse distance to a power (ID), modified Shepard’s method (Sh) and stochastic method ordinary kriging (K), linear kriging (LK), spline kriging (SK) available in a computer software (Surfer12, Isatis, RockWorks16). It was found that geostatistical methods are more accurate parameter interpolators to predict resoursces, if in the structure of the tested parameter variation is clearly marked a non-random component (U N nent >80%). The results of application the Yamamoto correction and High-Fidelity filter allowed on the significant reduction of the average absolute relative error in the estimation on sampling points, which resulted in an increase of the reliability of created contour maps. Verification of accuracy interpolated values within a contour map created from the basic data set was enabled trough previously excluded test set. The analysis confirmed that geostatistical methods have lower interpolation errors than non-stochastic methods. Furthermore, the use of the arithmetic mean to assess the mean absolute relative error and average relative error caused the artificial increase of interpolation errors. That was the result of presence the anomalous values in these errors. The use of median made a strongly marked reduction in the value of the interpolation mean error. In addition was an initial assessment of the relevance and feasibility of selected applications used during of the work

Variation and utilization of zinc-lead ore resources in Poland

Analiza stanu zasobów i ich wykorzystania w przeszłości pozwala na poznanie czynników kształtujących jego zmiany, ułatwić może ich prognozowanie i ocenę stopnia zabezpieczenia przyszłego zapotrzebowania krajowego na surowce. Znaczenie gospodarcze współcześnie w Polsce jako źródło ołowiu i cynku mają złoża: rud Zn-Pb w obszarze śląsko-krakowskim oraz rud miedzi na monoklinie przedsudeckiej, w których ołów występuje jako metal towarzyszący. Górnictwo rud cynku i ołowiu ma na ziemiach polskich wielowiekową tradycję. Do początków XXI w. w złożach śląsko-krakowskich wydobyto około 25–27 mln ton Zn i 7,5–9 mln ton Pb. Zasoby złóż są systematycznie ewidencjonowane od 1952 r. Do lat osiemdziesiątych XX wieku notowany był ich przyrost. O d 1983 roku zaznacza się stały ich ubytek spowodowany wyczerpywaniem zasobów eksploatowanych złóż. Znaczne zmniejszenie wykazywanych zasobów nastąpiło w latach 1991–1993 r. po zmianie kryteriów bilansowości, oraz w latach 2005–2007 po wprowadzeniu do szacowania zasobów metody „okręgów” zamiast wieloboków. Zasoby przemysłowe, kwalifikowane do wydobycia, zmniejszają się systematycznie w wyniku ich eksploatacji i można przewidywać całkowite ich wyczerpanie do 2022 r. W złożach niezagospodarowanych pozostało jeszcze 3 mln cynku i 1,2 mln ton ołowiu i przewiduje się 4–5 mln ton Zn i około 1 mln ton Pb w zasobów prognostycznych. W udokumentowanych złożach rud miedzi wykazywane jest 1,3–1,7 mln t Pb oraz mln to zasobów szacunkowych. Zasoby złóż niezagospodarowanych wymagają lepszego niż dotychczas rozpoznania, a w przypadku zasobów perspektywicznych ich potwierdzenia. Koniec eksploatacji złóż zagospodarowanych powinien być podstawą dla sprecyzowania polityki państwa odnośnie do przyszłości pokrycia zapotrzebowania krajowego na surowce cynku i ołowiu oraz przyszłości wykorzystania krajowej bazy surowcowej.The time variation of reported resources of zinc-lead ores allows the factors affecting them to be shown, and may be useful for their future prediction as well as the evaluation of their sufficiency for the supply of both metals. Recently, the Krakow-Silesian MV type deposits and resources of lead in the L ower Silesian copper ores have presented economic value. The lead-zinc ore mining has a long multi century tradition in Poland. U p to the beginning of 21st century about 25–27 mln tons of Zn and 7, 5–9 mln tons of Pb were exhausted from the Krakow-Silesian deposits. The data on mineral resources has been systematically reported in Poland in a standardized uniform manner since 1952. U p to 1982, an increase of resources was noticed due to the exploration of new deposits, despite their exploitation. Since 1983, the decrease of zinc-lead resources has been observed most notably in 1991–1993 years, due to the change of Zn and Pb cut off grades and from 2005–2007, when the polygonal method used for resources evaluation was replaced by the ring of influence (“spotted dog” map method). The estimated ore reserves diminishes constantly due to exploitation and their total exhaustion by the year 2022 may be expected. There are 3 mln tons of Zn, and 1.2 mln tons of Pb additional resources in explored, not exploited deposits, as well as about 4–5 mln tons of Zn and 1 mln ton of Pb prognostic, preliminary estimated resources. There are also 1, 3-1, 7 mln tons of lead resources within the copper ores. The undeveloped deposits needs better exploration, and prognostic resources the confirmation of their existence. The approaching finish of recent Zn-Pb ore mining should provoke the discussion on the future supply of zinc and lead, and the possibility of still undeveloped deposits utilization

Variability and heterogeneity of ash and sulphur contents in seam no. 308 of bituminous coal of the Ziemowit Mine

Stosując metody statystyczne i geostatystyczne opisano liczbowo zmienność oraz zbadano niejednorodność zawartości popiołu oraz siarki w pokładzie 308 złoża KWK Ziemowit. Podstawę badań stanowiły wyniki analiz chemicznych prób bruzdowych pobranych w wyrobiskach górniczych. Analiza statystyczna obu parametrów wykazała ich dużą zmienność, znaczące odstępstwa rozkładów empirycznych od teoretycznego rozkładu normalnego i występowanie licznych wartości odstających. Zaproponowano dwa geostatystyczne modele zmienności parametrów: sferyczny dla zawartości popiołu oraz Gaussa dla zawartości siarki. W strukturze zmienności parametrów stwierdzono wyraźnie zaznaczony nielosowy charakter zmian ich wartości. Na podstawie map semiwariogramów kierunkowych (indykatrysy zmienności) ujawniono wyraźną anizotropię zmienności parametrów w zakresie odległości 1000–1500 m. Przy użyciu testu wielokrotnych porównań Gamesa-Howella wykazano niejednorodność rozmieszczenia badanych parametrów, mającą wpływ na ich dużą zmienność.The variability and heterogeneity of ash and sulphur contents in bituminous coal with seam no. 308 from the “Ziemowit” coal mine have been studied. The data stems from channel samples collected in mine works. The statistical analysis of both parameters showed big variability, significant deviations of empirical distributions from the theoretical normal distribution and occurrence of numerous outliers. Two geostatistical variability models were proposed: spherical for ash content and Gaussian for sulphur content. Anisotropy was revealed based on directional semivariogram maps. The heterogeneity of above-mentioned parameters was proven using a test of multiple comparisons (Games-Howell test)

Study of variability structure of accumulation index of accompanying elements (As, Co, Pb) in the Cu-Ag deposits (Lgom, Rudna mine):essential, useful or needless?

W artykule przedstawiono wynik badania struktury zmienności zasobności pierwiastków towarzyszących złożom Cu-Ag LGOM. Wskazano na trudności w jej badaniu spowodowane nieciągłością występowania podwyższonych zawartości pierwiastków, ich skrajnie dużą zmiennością. Opis struktury zmienności w ujęciu geostatystyczym jest wysoce przydatny z punktu widzenia wiarygodnego odwzorowania rozmieszczania zasobności tych pierwiastków, a w szczególności dla celów wykrywania i eliminowania ze zbiorów danych wartości anomalnych maskujących nielosową strukturę ich zmienności. Stwierdzono umiarkowany dla zasobności ołowiu i wyraźny dla arsenu i kobaltu udział składnika nielosowego w ich strukturze zmienności, ujawniający się do odległości od 0,5 do 1km. W przypadku zasobności kobaltu i ołowiu ujawniono słabą kierunkową zmienność, natomiast zmienność arsenu jest izotropowa. Geostatystyczna procedura krigingu poligonowego wykazała, że oszacowania średnich zasobności Co, Pb i As cechują się wielokrotnie niższą dokładnością oszacowania w stosunku do oszacowań Cu i Ag. Uwzględnienie w procedurze krigingu informacji o dość wyraźnej anizotropii zmienności zasobności ołowiu i kobaltu nie prowadzi do zauważalnego obniżenia wartości prognozowanych błędów oszacowań co upoważnia do stosowania prostszego, izotropowego modelu struktury ich zmienności.The paper presents result of study of the variability structure of the elements accompanying Cu-Ag LGOM deposits. Difficulties of this study are related to the discontinuity caused by the presence of elevated contents of elements, their extremely high variability and the occurrence of anomalous values. Description of the variability structure in geostatistical terms is highly useful from the perspective of reliability of mapping of these elements, in particular for detecting and eliminating of anomalous value from the data sets masking non-random structure of their variability. It was stated moderate for accumulation index of lead and evident for accumulation index of arsenic and cobalt participation of non-random component in they variability structure, revealing to the distance from 0.5 to 1km. In the case of accumulation index of cobalt and lead week directional variability is observed and the arsenic variability is practically isotropic. Polygonal kriging estimation of the average accumulation index of Co, Pb and As, are characterized by multiple lower accuracy of estimates with respect to Cu and Ag. Taking into account in the kriging information about quite evident anisotropy of lead and cobalt accumulation index has not resulted in a reduction of the kriging estimation errors. In geological-mining practice, can be assumed simpler, isotropic model of variability structure of these elements

Variability in the content of critical elements (Be, Co, Ga and Ge) in bituminous coal of the Lublin Coal Basin

Przeprowadzone badania węgla kamiennego złoża Bogdanka, leżącego w obrębie Lubelskiego Zagłębia Węglowego (LZW) wykazały, że analizowane pierwiastki (Co, Ga, Ge) charakteryzują się dużą zmiennością. Wyjątek stanowił beryl (Be), który cechuje się zmiennością przeciętną. Badania korelacji między pierwiastkami potwierdziły wyniki wcześniejszych badań dotyczących występowania statystycznie istotnej korelacji między galem i kobaltem (Ga–Co). Otrzymane wyniki badań zawartości poszczególnych pierwiastków krytycznych były dalece odbiegające od dotychczas prezentowanych w opracowaniach naukowych publikowanych i niepublikowanych dla LZW. Badania te nie potwierdziły postulowanych wcześniej prawidłowości i wysokich koncentracji tych pierwiastków w węglach LZW. Uwierzytelniono jednak znacznie większe koncentracje tych pierwiastków w spągu pokładów. Analiza kontrolna prób wykonana w dwóch niezależnych laboratoriach wykazała duże rozbieżności w wynikach oznaczeń, szczególnie w odniesieniu do zawartości germanu; prawdopodobnie jest to związane z bardzo niskimi zawartości tego pierwiastka i trudnościami jego oznaczania.The research on bituminous coal from the Lublin Coal Basin (LCB) has shown high variability of the chemical elements Co, Ge and Ga. An exception is beryllium that features medium variability. Analysis of the correlation between the elements confirms the results of previous studies on the occurrence of the statistically significant correlation between gallium and cobalt. The obtained contents of particular critical elements differed much more from those presented up-to-date in both published and unpublished scientific reports on the LCB. The research did not confirm regularities and high concentrations of the elements in the LCB coals, as postulated earlier. However, much higher concentrations of the elements were detected in the seam footwalls. The control analysis of the samples performed by two independent laboratories indicated huge discrepancies in the results, especially for the content of germanium, due to very low values and difficulty in marking this element

The volumetric density of ore – resource parameter of secondary importance? The Polkowice–Sieroszowice Cu-Ag deposit, Legnica-Głogów Copper District

Wyniki opróbowania złoża Cu-Ag Polkowice–Sieroszowice posłużyły do oceny gęstości przestrzennej ośmiu szczegółowych wydzieleń litologicznych i ich porównania z gęstościami przestrzennymi trzech podstawowych typów rud przyjętymi w aktualnej dokumentacji geologicznej. Stwierdzono, że zasoby złoża szacowane na podstawie gęstości przestrzennych szczegółowych wydzieleń litologicznych są o ok. 3% wyższe niż analogiczne oszacowania dokonane dla gęstości przestrzennych przypisywanych podstawowym typom rud w dokumentacji geologicznej. Przy zastosowaniu analizy korelacji i regresji wykazano, że dominującym czynnikiem kształtującym wielkość gęstości przestrzennej jest porowatość skał, zawartość Cu odgrywa natomiast rolę drugorzędną. Niektóre z indywidualnych wydzieleń szczegółowych ujawniły niejednorodność zbioru oznaczeń gęstości przestrzennej, która może być tłumaczona zmiennością spoiwa i porowatości oraz pojawieniem się niemiedziowych minerałów ciężkich (np. galeny, pirytu). Niektóre wydzielenia szczegółowe w obrębie podstawowych typów rud charakteryzują się wyraźnym zróżnicowaniem średniej gęstości przestrzennej (np. piaskowiec ilasty – 2,35 Mg/m3 i piaskowiec węglanowy – 2,55 Mg/m3 w serii piaskowcowej). Znajomość gęstości przestrzennej szczegółowych wydzieleń litologicznych umożliwia dokładniejsze oszacowanie ich zasobów oraz bardziej precyzyjne rozliczanie produkcji górniczej.Volumetric density of the detailed lithological units in Polkowice-Sieroszowice Cu-Ag deposit has been compared to the density of the three basic ore types. Eight diferrent lithologies of the Cu-Ag deposit have been taken into account. It appeared that the resources in them estimated on the basis of volumetric densities are approximately 3% higher than analogous estimates for volumetric densities attributed to the basic ore types. The correlation and regression analysis have shown that the porosity of rocks is the dominant factor affecting the volumetric density, whereas the Cu content plays a secondary role. Some of the lithologies have revealed some heterogeneity of spatial density that can be explained by the variability of mineral cement and porosity as well as the presence of non-copper heavy minerals (e.g., galena, pyrite). The knowledge of the density of individual lithologies enables more accurate estimation of their resources leading to more effective production

Viscoelastic polyurethane foams suitable for multiple washing processes

Opracowano receptury cytokompatybilnych otwartokomórkowych lepkosprężystych pianek poliuretanowych (VEPUR), nadających się do wielokrotnego prania z wykorzystaniem domowej pralki automatycznej.Pianki otrzymywano z polioli zawierających ugrupowania oksyetylenowe (EO) i oksypropylenowe (PO). Nietoksyczne pianki o różnej twardości syntetyzowano z dodatkowym udziałem polioli zawierających ok. 80 % wiązań EO przy indeksie izocyjanianowym 0,9–1,0. W syntezie wykorzystano też reaktywne inhibitory, pozwalające na zmniejszenie szybkości reakcji spieniania, co zapobiegało zjawisku opadania. Otrzymane pianki wykazywały optymalny czas powrotu 1–8 s, dużą przepuszczalność powietrza 80–150 dm3/min, duży współczynnik absorpcji wody 1700–2100 %, mały współczynnik retencji wody 60–70 % i niewielki wzrost objętości po namoczeniu (poniżej 15 %). Cechy te predestynują opracowane materiały do wielokrotnego prania. Po pięciu cyklach prania twardość pianek zmieniła się nieznacznie, natomiast użytkownicy wyrobów obserwowali zdecydowaną poprawę w zakresie higieny oraz komfortu snu.The formulations of non-cytotoxic viscoelastic polyurethane open-cell foams (VEPUR), which are suitable for multiple washing using household automatic washing machine, were developed. The foams were prepared using polyols containing ethoxylate (EO) and propoxylate (PO) groups. In order to ensure no cytotoxicity, the foams with different hardness, including additional polyols containing about 80 % of EO groups and having isocyanate index of 0.9–1.0, were synthesized. The foams were prepared using reactive inhibitors, which allowed to decrease the reaction rate in order to avoid collapsing. The prepared VEPUR foams had promising qualities such as: optimal recovery time (1–8 s), high air permeability (80–150 dm3/min), high water absorption coefficient (1700–2100 %), low water retention coefficient (60–70 %) and low volume increase after soaking (less than 15 %). This characteristics makes the developed foams suitable for multiple washing. After five cycles of machine washing the hardness of the foams was changed very slightly, while the users of the foam products observed a substantial improvement of the hygiene and comfort of sleep

Prediction of abundance of selected metals in the nodules deposit in the Pacific Ocean based on regression models (Clarion-Clipperton fracture zone, the INTEROCEANMETAL exploration area)

Zweryfikowano metodami statystycznymi poprawność predykcji zasobności metali (Cu, Mn, Ni) w złożach konkrecji polimetalicznych na Pacyfiku (strefa Clarion-Clipperton, obszar INTEROCEANMETALU) na podstawie liniowych i nieliniowych modeli regresyjnych wiążących je z zasobnościami konkrecji. Stwierdzono, pełną przydatność prostych liniowych modeli regresji do prognozy zasobności metali przy założeniu, że dysponuje się wiarygodnymi oznaczeniami zasobności konkrecji. Metoda ta może mieć duże znaczenie w najbliższej przyszłości po wdrożeniu metody pośredniego określania zasobności konkrecji na podstawie rejestracji fotograficznej dna pacyficznego.Correctness of prediction of metals abundance (Cu, Mn, Ni) in deposit of polymetallic nodules (the Pacific Ocean, Clarion-Clipperton zone, the INTEROCEANMETAL exploration area) was verified using statistical methods. The prediction was based on linear and non-linear regression models describing dependences between metals and nodules abundances. Usefulness of simple linear models for predictions was confirmed. This method can be of great importance in the nearest future after implementation of indirect method of defining of nodules abundance based on photographic registration seabed of the Pacific

Wytwarzanie i charakterystyka elastomerów uretanowo-mocznikowych z poliolu na bazie oleju rzepakowego. Cz. II. Właściwości termiczne

Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) studies revealed that the content of urethane, urea, and allophanate groups in hard segments depends on the amount of biopolyol used for the synthesis of elastomers (Table 2). Replacement of polyol of petrochemical origin with a natural material can reduce greenhouse gas emissions, but it should not deteriorate heat resistance and fire resistance, which determine the suitability of obtained elastomers for technical applications (eg. in the mining industry). The thermogravimetric analysis (TGA) under atmosphere of nitrogen and air atmosphere as well as combined analysis TGA/FT-IR of the obtained PUUR samples in air (Tables 3–4, Figs. 1–3) have shown that use of a polyol rapeseed oil resulted in only a slight reduction in their heat resistance as compared to the sample prepared without biopolyol. Use of biopolyol slightly worsens the fire resistance (Tables 5–6, Figs. 4–6).Przedmiotem badań były poliuretanomoczniki (PUUR) wytworzone z zastosowaniem poliolu z oleju rzepakowego, którym zastępowano częściowo poliol pochodzenia petrochemicznego. Badania metodą spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FT-IR) pozwoliły stwierdzić, że zawartość ugrupowań uretanowych, mocznikowych i allofanianowych w segmentach sztywnych otrzymanych materiałów zależy od ilości biopoliolu użytego do syntezy elastomerów (tabela 2). Zastąpienie poliolu pochodzenia petrochemicznego surowcem naturalnym pozwala ograniczyć emisje gazów cieplarnianych, ale nie powinno przy tym pogarszać odporności termicznej i odporności na działanie ognia, które decydują o przydatności otrzymanych elastomerów do zastosowań technicznych (np. w górnictwie). Przeprowadzona analiza termograwimetryczna (TGA) w atmosferze azotu i atmosferze powietrza oraz analiza połączona TGA/FT-IR w atmosferze powietrza otrzymanych próbek PUUR (tabele 3–4, rys. 1–3) dowiodła, że zastosowanie poliolu z oleju rzepakowego spowodowało tylko nieznaczne zmniejszenie ich odporności termicznej w porównaniu z próbką otrzymaną bez biopoliolu. Użycie biopolioli nieznacznie pogorszyło również odporność na działanie ognia (tabele 5–6, rys. 4–6)

Tribological properties of biodegradable polyurethanes of various structure and content of rigid elements

Poliuretany (PUR) o zróżnicowanej budowie chemicznej i różnej zawartości segmentów sztywnych zsyntetyzowano przy użyciu 4,4'-diizocyjanianu dicykloheksylenometanu (HMDI), polikaprolaktanodiolu (PCL) oraz glikolu etylenowego (GE) i glicerolu (G) jako przedłużaczy łańcucha. Otrzymano pięć różnych typów PUR. Ich właściwości fizykochemiczne oceniano metodami: spektroskopii w podczerwieni, różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i termograwimetrii (TG). Badano twardość Shore'a i wytrzymałość przy rozciąganiu wytworzonych PUR oraz określano ich charakterystyki tribologiczne. Wyniki badań potwierdziły wpływ budowy i zawartości segmentów sztywnych w makrocząsteczkach PUR na ich właściwości, zwłaszcza na charakterystyki tribologiczne.Five polyurethanes (PUR) of different chemical structure and variable content of rigid elements have been synthesized using 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (HMDI), polycaprolactone diol (PCL) as well as ethylene glycol (GE) and glycerol (G) as chain extenders. The physicochemical properties of the obtained PUR have been investigated with the aid of infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG). The mechanical properties (Shore hardness and tensile strength) and tribological characteristics (pin-on-disc tribometer) of PUR have been determined. The results of the study confirm the influence of structure and rigid segment content on the properties of PUR macromolecules, particularly their tribological characteristics