Problemy opróbowania pośredniego złóż metodami korelacyjno-regresyjnymi na przykładzie złoża wapieni i margli

Metoda korelacyjno-regresyjna jako jedna z metod opróbowania pośredniego jest wykorzystywana w praktyce geologiczno-górniczej jedynie sporadycznie. Teoretycznie powinna ona być szczególnie przydatna do prognozowania zawartości niektórych składników chemicznych w złożach wapieni i margli z uwagi na łączące je silne zależności korelacyjne. W artykule przedstawiono wyniki analizy korelacji i regresji prostej oraz wielokrotnej (wielorakiej) dla 5 wytypowanych składników (CaO, SiO2 , Al2O3 , MgO, SO3 ) oznaczonych w próbach z otworów wiertniczych rozpoznawczych i otworów strzałowych wykonanych w złożu Barcin-Piechcin-Pakość. Jako miarę siły korelacji i jakości modeli regresyjnych wykorzystano współczynniki determinacji. Stwierdzono bardzo silną korelację liniową zawartości CaO i SiO2 oraz silną korelację liniową zawartości CaO z Al2O3 i SiO2 z Al2O3 . Związki korelacyjne pozostałych par tlenków są słabe lub bardzo słabe i nie stwarzają podstaw do predykcji ich zawartości opartej na modelach regresyjnych wiążących je z zawartościami innych składników. Wykorzystanie modeli nieliniowych dla rozpatrywanych par składników przynosi jedynie niewielkie polepszenie jakości regresji, nieznaczące z praktycznego punktu widzenia. Do podobnych wniosków prowadzi także zastosowanie modeli regresji wielokrotnej, wiążącej zawartości kolejnych składników (z wyjątkiem CaO) ze wszystkimi pozostałymi. Uzyskany w dwóch przypadkach silny wzrost współczynników determinacji w porównaniu ze współczynnikami determinacji dla prostej korelacji liniowej okazał się być sztuczny i spowodowany występowaniem współliniowości pomiędzy zawartościami niektórych składników pełniących rolę zmiennych niezależnych. Z punktu widzenia praktyki geologiczno-górniczej uzyskane wyniki analizy wskazują na możliwość w pełni wiarygodnej predykcji jedynie zawartości SiO2 oraz ograniczonej wiarygodności predykcji zawartości Al2O3 , gdy znana jest zawartość CaO przy wykorzystaniu prostych, liniowych modeli regresji.

The correlation-regression method, as one of the indirect sampling methods, is only sporadically used in geological and mining activities. Theoretically, it should be particularly useful for predicting the content of some chemical components in limestone and marl deposits due to the correlation between them. The results of simple and multiple correlation and regression analysis for 5 selected components (CaO, SiO2 , Al2O3 , MgO, and SO3 ), determined in samples from exploratory boreholes and blast holes carried out in the Barcin-Piechcin-Pakość deposit, are presented in the article. The determination coefficients were used as a measure of the correlation power and the quality of the regression models. A very strong linear correlation between CaO and SiO2 content and strong linear correlations between CaO and Al2O3 and SiO2 with Al2O3 have been found. The correlation relationships of the remaining pairs of oxides are weak or very weak and do not provide a basis for prediction of their content based on regression models binding them with the content of other components. The use of nonlinear models for these pairs of oxides results in only a slight improvement in the quality of regression, insignificant from a practical point of view. The application of multiple regression models, linking the content of the mentioned components (with the exception of CaO), leads to similar conclusions. Compared to the determination coefficients of a simple linear correlation, a strong increase in determination coefficients obtained in two cases was found to be artificial and caused by a correlation between the content of the selected components acting as independent variables. From the geological and mining point of view, the results of the analysis indicate the possibility of a fully reliable prediction of SiO2 content and the limited reliability of the Al2O3 content prediction when the CaO content is determined using simple linear regression models.