|
Научныенаправления
Утвержденные постановлением Президиума НАН Украины (№105 от
24.04.2002) и уточнены Президиумом НАН Украины в 2004 р. следующие научные
направления деятельности Института:
-
физика горных процессов на больших глубинах;
-
создание способов активного управления состоянием горного массива;
-
разработка физико-химических технологий перевода угольных пластов в невыбросоопасное состояние;
-
разработка методик прогнозирования состояния горного массива и земной
поверхности при затоплении угольных шахт, которые выводятся из
эксплуатации.
-
физикасорбционных процессов в угле.
В Институте выполняются работы, направленные на исследования
напряженно-деформированного состояния угля и горных пород на больших
глубинах, фазового состояния метана в угле и на разработку способов активного
управления состоянием углепородного массива,
основывающихся на физико-химической обработке угля водными растворами
поверхностно-активных и химически-активных веществ.
Основные научные задачи
Института:
-
Проведение фундаментальных исследований в области физики угля и горных
процессов:
В этом направлении в институте, впервые в мире, методами
радиофизики (ядерный магнитный и электронный парамагнитный резонансы)
исследуются структура и сорбционные свойства угольного вещества с целью
усовершенствования способов воздействия на угольные пласты, подверженные
газодинамическим явлениям. Так же рассматриваются механизмы взаимодействия
поверхностно-активных веществ и химически активных веществ с органической
массой угля.
Использование методики ЯМР широких линий позволило получить
более точную информацию о поведении метана в угле.
На основе анализа теоретических и экспериментальных
результатов установлено, что наиболее важными параметрами, определяющими
устойчивость системы «уголь – газ» являются:
- концентрация метана в открытых и закрытых порах;
- скорость изменения градиента напряженного состояния;
- механические характеристики угольного пласта;
- количество влаги в угле, ограничивающей диффузию
метана из закрытых пор.
-
Исследование свойств и состояния горных пород при высоких неравнокомпонентных нагружениях:
Для проведения экспериментальных исследований в этом
направлении создана уникальная установка, не имеющая аналогов, позволяющая
на реальных горных породах моделировать объемное напряженное состояние для
глубин до 13 км
с любым соотношением главных напряжений и исследовать их предельное
состояние с учетом скорости нагружения и
изменения степени нарушенности.
Одним из наиболее важных научных результатов в направлении
исследований деформирования и разрушения горных пород в условиях объемного неравнокомпонентного нагружения
является теоретическое и экспериментальное обоснование условий предельного
состояния трещиноватых пород при объемном нагружении
с учетом физико-механических и технологических характеристик.
-
Разработка способов прогноза состояния горного массива:
Работы в этом направлении посвящены вопросам оценки
состояния горного массива по физико-механическим свойствам пород для
разработки методов прогноза мелкоамплитудных разрывных
нарушений и выбросоопасности песчаников в
подготовительных выработках на пологих пластах. На основе результатов
фундаментальных исследований разработаны критерии и параметры способов
прогноза выбросоопасности при вскрытии угольных
пластов, категоризации пластов по степени выбросоопасности,
прогноза очагов выбросов при проведении пластовых подготовительных
выработок и классификации, происшедших газодинамических явлений (внезапные
выбросы и обрушение), прошедшие апробацию на угольных шахтах, эксплуатирующих
выбросоопасные угольные пласты.
Найважливіші досягнення в галузі природничих, соціогуманітарних
та технічних наук:
ФІЗИКА ТВЕРДОГО ТІЛА (технічні науки)
ВЛАСТИВІСТЬ ГІРНИЧИХ ПОРІД ТА МАСИВІВ ГЕОТЕХНІЧНА І ГІРНИЧА МЕХАНІКА
1. Виконані дослідження
властивостей викопного вугілля за допомогою рентгенофлюоресцентної і месбауеровської
спектроскопії, які
показали залеж-ність появи
викидонебезпечних зон у вугільних
пластах із присутністю
у вугіллі підвищеної концентрації двовалентного заліза. Ці дослідження дозволяють точ-но діагностувати вихід на викидонебезпечну
зону, а також у випадку
виниклого газодинамічного
явища (ГДЯ) однозначно ідентифікувати
це явище. Експери-ментально встановлено,
що підвищення концентрації заліза понад 1,2 ваг. % (фонова кількість 0,4 ваг. % ) у комбінації
з переважанням двовалентних
його сполук у вугіллі дозволяє прогнозувати наявність викидонебезпечної зони. Під-тверджено на практиці, що якщо вміст
заліза в пробі збільшився в порівнянні із фоном не менше, ніж в 3 рази і у його складі переважає двовалентне залізо над тривалентним, або є присутнім тільки двовалентне залізо, то зона викидонебез-печна. Дослідження
виконані спільно з Інститутом металофізики ім. Курдюмо-ва. Автори: чл.-кор. НАН України А.Д.Алєксєєв, акад НАН України А.П. Шпак, К.В.Ульянова, О.М.Разумов.
2. Розроблено методику, за допомогою
якої вдалося виявити перехідну фазу десорбції метану з кам'яного вугілля. У цій фазі спостерігається зміна про-відної ролі механізмів емісії метану – від фільтрації до дифузії. Методика
засно-вана на вимірі залежності потоку метану, що десорбується з вугілля від вихідно-го тиску газу, яким насичувалося вугілля. Автор:
В.О. Васильковський.
3. Розроблено стандарт підприємства
СТУ 332 20704.24647077 «Правила визначення глибини зони віджимання у вугільному пласті». Цей стандарт регламентує визначення глибини зони віджимання в очис-них вибоях пологих вугільних пластів для використання енергозберігаючих способів видобутку вугілля і ефективних методів управління гірським тиском. Автори: Г.П Старiков., В.М, Чистоклєтов,
В.В. Завражин, О.М. Бойко, Д.В. Мельников, О.В.Кравченко.
4. З метою контролю кількості і тиску метану у вугільних
пластах у виро-бках, небезпечних
по газу і вугільному пилу, було
модернізовано десорбометр
ДС-01 і впроваджено на шахтах у складі Уніфікованої телекомунікаційної сис-теми диспетчерського контролю та автоматизованого
управління аерогазовою обстановкою, машинами і технологічними
комплексами (УТАС). Автори: чл.-кор. НАН України А.Д. Алєксєєв, Г.П.Старіков, В.О.Василь-ковський, Я.В. Шажко.
наверх^
|
