Новітні технології — надійний ключ до надр

Проаналізовано комплекс проблем, пов'язаних з дослідженням фізики вугілля та гірничих процесів на значних глибинах. Розглянуто запропоновані науковцями способи прогнозу та запобігання викидам вугілля та метану для пластів пологого та крутого падіння. The problem complex of research of coal phys...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2005
Автор: Алєксєєв, А.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2005
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1208
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Новітні технології - надійний ключ до надр / А. Алєксєєв // Вісн. НАН України. — 2005. — N 1. — С. 24-31. — Бібліогр.: 19 назв. — укp.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1208
record_format dspace
spelling Алєксєєв, А.
2008-07-24T12:43:09Z
2008-07-24T12:43:09Z
2005
Новітні технології - надійний ключ до надр / А. Алєксєєв // Вісн. НАН України. — 2005. — N 1. — С. 24-31. — Бібліогр.: 19 назв. — укp.
0372-6436
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1208
Проаналізовано комплекс проблем, пов'язаних з дослідженням фізики вугілля та гірничих процесів на значних глибинах. Розглянуто запропоновані науковцями способи прогнозу та запобігання викидам вугілля та метану для пластів пологого та крутого падіння.
The problem complex of research of coal physics that is mined and mining processes at considerable depths are analyzed. The proposed by the scientists suggestions how to forecast and to prevent coal and methane emissions for coal-beds of flat and steep pitches are considered.
uk
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
Статті та огляди
Новітні технології — надійний ключ до надр
The newest technologies – a reliable key to the depths
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Новітні технології — надійний ключ до надр
spellingShingle Новітні технології — надійний ключ до надр
Алєксєєв, А.
Статті та огляди
title_short Новітні технології — надійний ключ до надр
title_full Новітні технології — надійний ключ до надр
title_fullStr Новітні технології — надійний ключ до надр
title_full_unstemmed Новітні технології — надійний ключ до надр
title_sort новітні технології — надійний ключ до надр
author Алєксєєв, А.
author_facet Алєксєєв, А.
topic Статті та огляди
topic_facet Статті та огляди
publishDate 2005
language Ukrainian
publisher Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
format Article
title_alt The newest technologies – a reliable key to the depths
description Проаналізовано комплекс проблем, пов'язаних з дослідженням фізики вугілля та гірничих процесів на значних глибинах. Розглянуто запропоновані науковцями способи прогнозу та запобігання викидам вугілля та метану для пластів пологого та крутого падіння. The problem complex of research of coal physics that is mined and mining processes at considerable depths are analyzed. The proposed by the scientists suggestions how to forecast and to prevent coal and methane emissions for coal-beds of flat and steep pitches are considered.
issn 0372-6436
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1208
citation_txt Новітні технології - надійний ключ до надр / А. Алєксєєв // Вісн. НАН України. — 2005. — N 1. — С. 24-31. — Бібліогр.: 19 назв. — укp.
work_keys_str_mv AT alêksêêva novítnítehnologíínadíiniiklûčdonadr
AT alêksêêva thenewesttechnologiesareliablekeytothedepths
first_indexed 2025-11-25T23:52:48Z
last_indexed 2025-11-25T23:52:48Z
_version_ 1850588866374795264
fulltext 24 ISSN 0372-6436. ³ñí. ÍÀÍ Óêðà¿íè, 2005, ¹ 1 âîäíî÷àñ âåñòè íàñ óïåðåä. Áåç íàóêîâîãî ñâ³òîãëÿäó ìè íå ïîáóäóºìî ñóñï³ëüñòâî, çàñíîâàíå íà çíàííÿõ, äî ÷îãî ïðàãíå âåñü ñâ³ò. Çàáåçïå÷èòè íàóêîâó áàçó äëÿ öüîãî — ìåòà ³ çàâäàííÿ àêàäåì³÷íî¿ íàóêè. Îáîâ’ÿçîê ³ñòîðèê³â íàóêè ³ íàóêîçíàâö³â — ïîãëèáëþâàòè âèâ÷åííÿ àêòóàëüíèõ ïðîáëåì àêàäåì³÷íî¿ íàóêè, àíàë³çóâàòè öå ïèòàííÿ ç ïîãëÿäó âèÿâëåííÿ ³ñòîðè÷íèõ óðîê³â, çäàòíèõ âïëèíóòè íà åôåêòèâí³ ð³øåííÿ, ïðèéíÿòòÿ ÿêèõ çàáåçïå÷èòü ïîäàëüøèé ïðîãðåñ àêàäåì³÷íî¿ íàóêè. Àêàäåì³÷íèé äîñâ³ä îðãàí³çàö³¿ íàóêîâèõ äîñë³äæåíü äå- äàë³ á³ëüøå óòâåðäæóºòüñÿ â ³ííîâàö³éíî íàéðîçâèíåí³øèõ êðà¿íàõ ñâ³òó. ² áóäå âå- ëèêîþ ïîìèëêîþ, ÿêùî ìè öåé íàø ö³ííèé äîñâ³ä â îðãàí³çàö³¿ íàóêè çðóéíóºìî âëàñ- íèìè ðóêàìè, ç îãëÿäó íà íàøó íå âåëüìè ãàðíó òðàäèö³þ çàäëÿ íàâ³òü ñóìí³âíîãî íîâîãî ðîçòðîùóâàòè âñå ñòàðå. Íàö³îíàëüíà àêàäåì³ÿ íàóê Óêðà¿íè çàâ- æäè ìîãëà àêòèâíî àäàïòóâàòèñÿ äî çì³íþ- âàíèõ ñîö³àëüíî-åêîíîì³÷íèõ óìîâ. Âîíà ïîñò³éíî íàðîùóâàëà ñâ³é íàóêîâèé ïîòåí- ö³àë. Óòâåðäæóâàëàñÿ ¿¿ ïðîâ³äíà ðîëü ó ðîçâ’ÿçàíí³ åêîíîì³÷íèõ, îáîðîííèõ òà ³í- øèõ äåðæàâíèõ ïðîáëåì. Ó íåëåãêèõ óìî- âàõ ñòàíîâëåííÿ Óêðà¿íè ÿê íåçàëåæíî¿ äåð- æàâè, äîêîð³ííî¿ òðàíñôîðìàö³¿ ¿¿ ñîö³àëü- íèõ, åêîíîì³÷íèõ ³ ïîë³òè÷íèõ ï³äâàëèí ÍÀÍ Óêðà¿íè çóñòð³ëàñÿ ç íîâèìè âèêëè- êàìè. Äëÿ àäåêâàòíî¿ â³äïîâ³ä³ íà íèõ íå- îáõ³äí³ óçãîäæåí³ çóñèëëÿ íàóêîâö³â Àêà- äå쳿, âëàäè ³ âñüîãî ñóñï³ëüñòâà. Ó â³ò÷èçíÿí³é ïðîìèñëîâîñò³ äî íàéíåáåçïå÷í³øèõ âèðîáíèöòâ íàëåæàòü ïåðåäóñ³ì ï³äïðèºìñòâà âóã³ëüíî¿ ãàëóç³. ×èì ãëèáøå ó íàäðà îïóñêàþòü- ñÿ ïðîõ³äíèöüê³ òà äîáóâí³ êîëåêòèâè ã³ðíèê³â, òèì ó ñêëàäí³øèõ ã³ðíè- ÷î-ãåîëîã³÷íèõ óìîâàõ äîâîäèòüñÿ âåñòè ¿ì ðîçðîáêó ïëàñò³â, òèì âàæ÷å äàºòüñÿ êîæíèé ìåòð ï³äçåìíî¿ ïðîõîäêè, êîæíà òîííà âèäàíîãî íà-ãîðà «÷îðíîãî çîëîòà». Íà òåðíèñòîìó øëÿõó äî ï³äçåìíèõ áàãàòñòâ ïðîòèñòîÿòè ñèëàì ïðèðîäè, äîñÿãàþ÷è åôåêòèâíîñò³ ³ áåçïå÷íîñò³ âèðîáíèöòâà, ïðàêòè÷íî íåìîæëèâî áåç âèêîðèñòàííÿ ñó÷àñíèõ íàóêîâèõ ðîçðîáîê. Ó öüîìó ïëàí³ àêòóàë³çóþòüñÿ äîñë³äæåííÿ ²íñòèòóòó ô³çèêè ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â ÍÀÍ Óêðà¿íè, ôàõ³âö³ ÿêîãî ðîçðîáèëè ìåòîäè êëàñèô³êàö³¿ ³ ïðîãíîçóâàííÿ âèêèäîíåáåçïå÷íîñò³. Öå ñòâîðþº ïåðåäóìîâè äëÿ çàïîá³ãàííÿ íåáåçïå÷- íèì ãàçîäèíàì³÷íèì ÿâèùàì ó âóã³ëüíèõ øàõòàõ êðà¿íè. Ïðî òâîð÷èé ïîøóê ³ çäîáóòêè êîëåêòèâó ³íñòèòóòó, òåîðåòè÷íå çíà÷åííÿ ³ ïðèêëàäíèé åôåêò çä³éñíþâàíèõ òóò äîñë³äæåíü — ðîçïîâ³äü ó ö³é ñòàòò³. © À˪ÊѪªÂ Àíàòîë³é Äìèòðîâè÷. Äîêòîð òåõí³÷íèõ íàóê. Äèðåêòîð ²íñòèòóòó ô³çèêè ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â ÍÀÍ Óêðà¿íè (Äîíåöüê). 2005. À. À˪ÊѪªÂ ÍβÒͲ ÒÅÕÍÎËÎò¯ — ÍÀIJÉÍÈÉ ÊËÞ× ÄÎ ÍÀÄÐ ISSN 0372-6436. ³ñí. ÍÀÍ Óêðà¿íè, 2005, ¹ 1 25 ÏвÎÐÈÒÅÒͲ ÍÀÏÐßÌÈ ÄÎÑË²ÄÆÅÍÜ Ñåðåä ô³çè÷íèõ ³íñòèòóò³â ÍÀÍ Óêðà¿íè â³í íàéìîëîäøèé. ²íñòèòóò ô³çèêè ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â ñòâîðåíî ó 2002 ðîö³ íà áàç³ Â³ää³ëåííÿ ô³çèêî-òåõí³÷íèõ ã³ðíè÷èõ ïðîáëåì Äîíåöüêîãî ô³çèêî-òåõí³÷íîãî ³íñòèòóòó ÍÀÍ Óêðà¿íè ³ì. Î.Î.Ãàëê³íà. Äîñë³äíèêè äîáðå óñâ³äîìëþþòü âàæëèâ³ñòü ðîçðîáêè òåîðåòè÷íèõ ³ ïðàêòè÷íèõ ïèòàíü ô³çèêè âóã³ëëÿ ³ ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â ÿê ç ïî- ãëÿäó ÷èñòî¿ íàóêè, òàê ³ ç íåîáõ³äíîñò³ óáåç- ïå÷åííÿ ðîáîòè øàõò Äîíáàñó òà ³íøèõ ðå- ã³îí³â êðà¿íè. Ó ñòðóêòóð³ íîâî¿ àêàäåì³÷íî¿ óñòàíîâè — 10 ï³äðîçä³ë³â, çîêðåìà ÷îòèðè íàóêîâ³ â³ä- ä³ëè, äå ïðàöþþòü ïîíàä ñòî ñï³âðîá³òíèê³â. ³ä ïî÷àòêó çàñíóâàííÿ ³íñòèòóòó ðîçãîð- íóëèñÿ ³íòåíñèâí³ äîñë³äæåííÿ ³ ïðèêëàäí³ ðîçðîáêè ç àêòóàëüíî¿ ïðîáëåìàòèêè, îêðåñ- ëåíî¿ âæå ó ñàì³é íàçâ³ óñòàíîâè. Íàóêîâö³ ³íñòèòóòó âåäóòü ðåçóëüòàòèâíèé äîñë³ä- íèöüêèé ïîøóê. Òàê, çà ê³ëüêà ðîê³â âèäà- ëè ïîíàä 550 ïðàöü, ñåðåä íèõ — 16 ìîíî- ãðàô³é, ó ¿õíüîìó äîðîáêó — 47 ïàòåíò³â é àâòîðñüêèõ ñâ³äîöòâ. Çàâäÿêè ðîçðîáêàì óñòàíîâè íà øàõòàõ êðà¿íè âïðîâàäæåíî 14 ñïîñîá³â ïðîãíîçóâàííÿ ³ êåðóâàííÿ ñòàíîì ã³ðíè÷îãî ìàñèâó, ùî ââ³éøëè äî íîðìàòèâ- íèõ äîêóìåíò³â, çàòâåðäæåíèõ ̳íïàëèâ- åíåðãî [1–6]. Ïðàö³âíèêè ²íñòèòóòó ô³çè- êè ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â — àâòîðè íàóêîâîãî â³äêðèòòÿ «Âëàñòèâ³ñòü îðãàí³÷íî¿ ðå÷îâè- íè âóã³ëëÿ óòâîðþâàòè ç ãàçàìè ìåòàñòàá³ëüí³ îäíîôàçí³ ñèñòåìè íà çðàçîê òâåðäèõ ðîç- ÷èí³â» [7]. ²íñòèòóò ô³çèêè ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â ÍÀÍ Óêðà¿íè — îäíà ç ïðîâ³äíèõ íàóêîâèõ îð- ãàí³çàö³é Óêðà¿íè ³ ñâ³òó ç ïðîáëåìè «Ô³çè- êà âóã³ëëÿ òà ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â íà çíà÷íèõ ãëèáèíàõ». Òóò âèêîíóþòüñÿ äîñë³äæåííÿ íàïðóæåíî-äåôîðìîâàíîãî ñòàíó âóã³ëëÿ ³ ã³ðíè÷èõ ïîð³ä, ùî çàëÿãàþòü íà âåëèêèõ ãëèáèíàõ, ôàçîâîãî ñòàíó ìåòàíó ó âóã³ëë³ òà ðîçðîáëÿþòüñÿ ñïîñîáè àêòèâíîãî êåðó- âàííÿ ñòàíîì âóãëåïîðîäíîãî ìàñèâó. Îñ- òàíí³ ́ ðóíòóþòüñÿ íà ô³çèêî-õ³ì³÷í³é îáðîáö³ âóã³ëëÿ âîäíèìè ðîç÷èíàìè ïîâåðõíåâî ³ õ³ì³÷íî àêòèâíèõ ðå÷îâèí (ÏÀÐ ³ ÕÀÐ). Ñà- ìå òîìó ïð³îðèòåòíèìè íàïðÿìàìè ä³ÿëüíîñò³ ³íñòèòóòó º çä³éñíåííÿ ôóíäàìåíòàëüíèõ äî- ñë³äæåíü ó ãàëóç³ ô³çèêè âóã³ëëÿ ³ ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â; âèâ÷åííÿ âëàñòèâîñòåé ³ ñòàíó ã³ð- íè÷èõ ïîð³ä çà âèñîêèõ íåð³âíîêîìïîíåíò- íèõ íàâàíòàæåíü, à òàêîæ ðîçðîáêà ìåòîäó ïðîãíîçóâàííÿ ñòàíó ã³ðíè÷îãî ìàñèâó òà ñïî- ñîá³â àêòèâíîãî âïëèâó íà âóã³ëüí³ ïëàñòè äëÿ çàïîá³ãàííÿ âèêèäàì âóã³ëëÿ ³ ïîð³ä òà êåðóâàííÿ ôàçîâèì ñòàíîì ìåòàíó. Îñòàííº îñîáëèâî âàæëèâî, àäæå îñíîâíîþ ïðè÷è- íîþ âèáóõ³â òà àâàð³éíèõ ñèòóàö³é íà âó- ã³ëüíèõ øàõòàõ º ñïîíòàíí³ âèêèäè ìåòàíó. Ö³é ïðîáëåì³ íàóêîâö³ ²ÔÃÏ ïðèä³ëÿþòü îñîáëèâó óâàãó. ßÊ ÎÁÌÅÆÈÒÈ ÄÈÔÓÇ²Þ ÌÅÒÀÍÓ Â ³íñòèòóò³ çà äîïîìîãîþ êëàñè÷íèõ ìå- òîä³â ðàä³îô³çèêè (ÿäåðíèé ìàãí³òíèé òà åëåêòðîííèé ïàðàìàãí³òíèé ðåçîíàíñè) äîñë³äæóþòüñÿ ñòðóêòóðà ³ ñîðáö³éí³ âëàñòè- âîñò³ âóã³ëüíî¿ ðå÷îâèíè. Ìåòà íàóêîâîãî ïîøóêó — âäîñêîíàëåííÿ ñïîñîá³â âïëèâó íà âóã³ëüí³ ïëàñòè, ÿê³ çàçíàþòü 䳿 ãàçîäè- íàì³÷íèõ ÿâèù [8–13], à òàêîæ âèâ÷åííÿ ìåõàí³çì³â âçàºìî䳿 ÏÀÐ ³ ÕÀÐ ç îðãàí³÷- íîþ ìàñîþ âóã³ëëÿ. Íà ìîäåëüíèõ çðàçêàõ ³ç ñèë³êàãåëþ, ç ÷³òêî âèçíà÷åíîþ ñòðóêòóðîþ, â³äïðàöüî- âàíà ìåòîäèêà çíàõîäæåííÿ ºìíîñò³ óìîâ- íîãî ìîíîøàðó ç âèêîðèñòàííÿì ßÌÐ1-Í ñïåêòðîñêîﳿ. ³äîìî, ùî âèêîïíå âóã³ëëÿ ì³ñòèòü ïîâ- íèé íàá³ð ïîð — â³ä ì³êðî- äî ìàêðî — çàëåæíî â³ä ñòóïåíÿ éîãî ìåòàìîðô³çìó, ïðè÷îìó ñï³ââ³äíîøåííÿ ì³æ ê³ëüê³ñòþ öèõ ïîð çì³íþºòüñÿ. Ìåòîä ÿäåðíî¿ ìàãí³òíî¿ ðåëàêñàö³¿ ìຠâåëèê³ ïîòåíö³éí³ ìîæëèâîñò³ äëÿ âèâ÷åííÿ ïîðèñòîñò³ âóã³ëëÿ, îñê³ëüêè øâèäê³ñòü ðåëàêñàö³¿ äëÿ ÿäåð ð³äèíè çàëå- æèòü â³ä ðîçì³ðó, îá’ºìó ³ ïëîù³ ïîâåðõí³ ïîð, ñòóïåíÿ ¿õ çàïîâíåííÿ. ISSN 0372-6436. ³ñí. ÍÀÍ Óêðà¿íè, 2005, ¹ 126 Äî ñêëàäó âóã³ëëÿ âõîäÿòü âîäíåâì³ñí³ ìî- ëåêóëè, òîìó ðåºñòðîâàíèé ñèãíàë ßÌÐ1-Í º ñóìîþ ñèãíàë³â ßÌÐ1 â³ä ïðîòîí³â àäñîð- áîâàíî¿ âîäè ³ âóã³ëëÿ. Ïîä³ë åêñïîíåíòíî- ãî ñïàäó ÿäåðíî¿ íàìàãí³÷åíîñò³ ïðîòîí³â âó- ã³ëëÿ ³ ñïàäó â³ä ïðîòîí³â âîäè çä³éñíþºòü- ñÿ äîâîë³ òî÷íî. Ìåòîäîì ÿäåðíî-ìàãí³òíîãî ðåçîíàíñó (ñï³í-åõî) äîñë³äæóâàëèñÿ çâîëîæåí³ çðàç- êè âóã³ëëÿ ìàðîê Ä, Ò é À, äëÿ ÿêèõ îòðè- ìàíî çàëåæí³ñòü Ò2 â³ä ê³ëüêîñò³ âîäè. ³äçíà÷àëàñÿ íàÿâí³ñòü ìîíîøàðó çà óìîâè äîñÿãíåííÿ òàêîãî âì³ñòó ôëþ¿äó äëÿ âó- ã³ëëÿ ìàðêè Ä — 7,5%, Ò — 2,2%, À — 0,9% ³ ÷àñè ñï³í-ñï³íîâî¿ ðåëàêñàö³¿ (120, 180, 80 ìêñ) â³äïîâ³äíî. Ïîêàçàíî, ùî ï³ä ÷àñ îáðîáêè âóã³ëëÿ ðîç- ÷èíàìè õ³ì³÷íî àêòèâíèõ ðå÷îâèí çì³íþºòü- ñÿ âì³ñò ïðîòîí³â âóã³ëüíî¿ ðå÷îâèíè. Öÿ çì³íà íàéïîì³òí³øà äëÿ çðàçêà, îáðîáëåíî- ãî 3% ðîç÷èíîì ùàâëåâî¿ êèñëîòè. Ïðè äîñë³äæåíí³ ÷àñó ñï³í-ñï³íîâî¿ ðå- ëàêñàö³¿ äëÿ âóã³ëëÿ, íàñè÷åíîãî ÕÀÐ, âñòà- íîâëåíî: ìîëåêóëè ÕÀÐ, ðåàãóþ÷è ç âó- ã³ëüíîþ ðå÷îâèíîþ, óòâîðþþòü øàð, ó ÿêî- ìó ñèëà çâ’ÿçêó (ðóõëèâ³ñòü) ìåíøà, í³æ äëÿ ìîëåêóë âîäè, ùî âçàºìîä³þòü ç ïîâåðõ- íåþ òâåðäîãî ò³ëà. Äëÿ á³ëüøî¿ òî÷íîñò³ òà â³ðîã³äíîñò³ îäåðæóâàíèõ ðåçóëüòàò³â áóëî çàïðîïîíî- âàíî ìåòîä ìàòåìàòè÷íî¿ îáðîáêè ñêëàä- íèõ ñïåêòð³â (ç äâîõ ³ á³ëüøå ë³í³é), îòðè- ìàíèõ çà äîïîìîãîþ ßÌÐ1-Í ñïåêòðîñêîﳿ øèðîêèõ ë³í³é. Âèêîðèñòàííÿ ìåòîäèêè ÿäåðíî-ìàãí³òíîãî ðåçîíàíñó øèðîêèõ ë³í³é äàëî çìîãó îäåðæàòè òî÷í³øó ³íôîð- ìàö³þ ùîäî ïîâîäæåííÿ ìåòàíó ó âóã³ëë³. Ñïåêòðè ßÌÐ âóãëåìåòàíîâèõ çðàçê³â ìà- þòü âèãëÿä, àíàëîã³÷íèé ñïåêòðàì âîëîãî- íàñè÷åíîãî âóã³ëëÿ. Îäíàê, ïîð³âíþþ÷è ³íòåíñèâíîñò³ âóçüêèõ ë³í³é ñïåêòð³â ßÌÐ ñèñòåì âóã³ëëÿ—ìåòàí ³ âóã³ëëÿ—âîäà, íàóêîâö³ ç’ÿñóâàëè, ùî çíà÷åííÿ ³íòåíñèâ- íîñòåé ñîðáîâàíîãî ìåòàíó çíà÷íî á³ëüøå, í³æ çíà÷åííÿ ³íòåíñèâíîñòåé àäñîðáîâàíî¿ âîäè çà îäíàêîâîãî â³äñîòêîâîãî âì³ñòó ñîðáîâàíèõ ðå÷îâèí, îñê³ëüêè ðóõëèâ³ñòü ñîðáîâàíîãî ìåòàíó á³ëüøà â³ä ðóõëèâîñò³ ñîðáîâàíî¿ âîäè. Äëÿ ï³äâèùåííÿ òî÷íîñò³ âèì³ð³â â îòðè- ìàí³é çàëåæíîñò³ âèêîðèñòîâóþòüñÿ íå ñàì³ ³íòåíñèâíîñò³, à ¿õí³ â³äíîøåííÿ äî ³íòåí- ñèâíîñò³ øèðîêî¿ ë³í³¿. ²íòåíñèâí³ñòü æå øèðîêî¿ ñêëàäîâî¿ ñïåêòðà ßÌÐ ñëóãóº ðåïåðîì, áî â ìåæàõ âóã³ëëÿ îäí³º¿ ìàðêè ¿¿ çíà÷åííÿ çàëèøàºòüñÿ ñòàëèì. Íàÿâí³ñòü åòàëîííèõ çàëåæíîñòåé ñîðáîâàíèõ ìåòàíó ³ âîäè äຠçìîãó âèçíà÷èòè, ÿêèé ñàìå ñîð- áàò ì³ñòèòüñÿ ó äîñë³äæóâàíîìó âóã³ëë³. Ìåòîä ßÌÐ-ñïåêòðîñêîﳿ øèðîêèõ ë³í³é òàêîæ óìîæëèâëþº ðîçä³ëåííÿ ñîðáîâàíîãî (àä- ³ àáñîðáîâàíîãî) ìåòàíó ó âèêîïíîìó âóã³ëë³, îñê³ëüêè ðóõëèâ³ñòü îñòàííüîãî íà- áàãàòî ìåíøà. Íàïðèêëàä, ì³ãðàö³ÿ ìîëå- êóë ìåòàíó ó â³äêðèòèõ ïîðàõ (ó íàéâóæ- ÷èõ ô³ëüòðàö³éíèõ êàíàëàõ) ìຠêîåô³ö³ºíò äèôó糿 D=10–8 ì2/ñ çà òâåðäîò³ëüíî¿ äè- ôó糿 D m =10–12 ì2/ñ – 10–16 ì2/ñ (çàëåæíî â³ä ìàðêè âóã³ëëÿ). Ùîá ìàêñèìàëüíî íàáëèçèòè äîñë³äæóâà- íèé ïðîöåñ äî ïðèðîäíèõ óìîâ, âóã³ëüí³ çðàç- êè âèð³çàëè ó âèãëÿä³ öèë³íäð³â ä³àìåòðîì 8 ìì ³ çàâäîâæêè 20 ìì (äëÿ êðàùîãî çàïîâ- íåííÿ êîëèâàëüíîãî êîíòóðó). Çàâäÿêè öüî- ìó â çðàçêàõ çáåð³ãàþòüñÿ â³äêðèò³ òà çà- êðèò³ ïîðè, à òàêîæ òð³ùèíè, ùî äຠçìîãó òî÷í³øå ìîäåëþâàòè ñîðáö³éí³ ïðîöåñè. Äåñîðáö³ÿ ìåòàíó ç ìåòàíîíàñè÷åíî¿ âó- ã³ëüíî¿ ðå÷îâèíè — ïðîöåñ áàãàòîñòóï³í÷àñ- òèé. Öå, ÿê çàçíà÷àëîñÿ, ïîâ’ÿçàíî ç ð³çíè- ìè ôîðìàìè ³ñíóâàííÿ ìåòàíó â ñòðóêòóð³ âóã³ëëÿ (â³ëüíîãî, ñîðáîâàíîãî ó ïîðàõ, ó òâåðäîìó ðîç÷èí³). Çà ïåðø³ õâèëèíè øëÿ- õîì ô³ëüòðàö³¿ âèõîäèòü â³ëüíèé ìåòàí, ëîêàë³çîâàíèé óñåðåäèí³ ìàêðîïîð ³ òð³ùèí. Ïðîòÿãîì ê³ëüêîõ íàñòóïíèõ ãîäèí — ìå- òàí, ñîðáîâàíèé ó ïîðàõ. Äåñîðáö³ÿ ³ç òâåð- äîãî âóãëåìåòàíîâîãî ðîç÷èíó ðîçòÿãóºòü- ñÿ íà äåñÿòêè ä³á — ÷åðåç òâåðäîò³ëüíó äèôóç³þ. ISSN 0372-6436. ³ñí. ÍÀÍ Óêðà¿íè, 2005, ¹ 1 27 Çà çì³íàìè, ùî â³äáóâàþòüñÿ â ßÌÐ-ñïåê- òðàõ ìåòàíîíàñè÷åíîãî âóã³ëëÿ, ïðîñòåæå- íî õ³ä äåñîðáö³¿ ìåòàíó ç òâåðäîãî âóãëåìå- òàíîâîãî ðîç÷èíó. Ôîðìîòâîðåííÿ ë³í³é ñïåêòðà ßÌÐ âóã³ëëÿ—ìåòàí àíàëîã³÷íå ñè- ñòåì³ âóã³ëëÿ—âîäà. Äåòàëüíå äîñë³äæåí- íÿ ³ ìàòåìàòè÷íà îáðîáêà ñïåêòð³â ó ðàì- êàõ âèêîðèñòîâóâàíî¿ ìîäåë³ ñïîíóêàþòü äî âèñíîâêó, ùî íàéâóæ÷à ë³í³ÿ ßÌÐ-ñïåêòðà òàêîæ ìຠñêëàäíó ôîðìó. Âîíà ðîçä³ëÿºòü- ñÿ íà äâ³ ñêëàäîâ³ çàâøèðøêè ∆Í = 47,7– 79,6 À/ì ³ ∆Í = 7,9–15,9 À/ì, ÿê³ â³äïî- â³äàþòü äâîì ð³çíèì çà ðóõëèâ³ñòþ ãðóïàì ìåòàíó, çîêðåìà ìåòàíó ó òâåðäîìó ðîç÷èí³ ³ ìåòàíó, ñîðáîâàíîìó ó ïîðàõ. Äåñîðáö³ÿ ìåòàíó ç âóã³ëüíî¿ ðå÷îâèíè â³äáóâàºòüñÿ áåçïåðåðâíî, â³ä ìîìåíòó çíÿòòÿ òèñêó íà- ñè÷åííÿ, ³ ìຠïîñë³äîâíèé õàðàêòåð: ì³ñöå â³ëüíîãî òà ñîðáîâàíîãî ïîðàìè ³ òð³ùèíà- ìè ìåòàíó, ùî âèä³ëèâñÿ â àòìîñôåðó, çàé- ìຠâ³äïîâ³äíà ê³ëüê³ñòü ìåòàíó, ÿêèé âè- õîäèòü ³ç òâåðäîãî ðîç÷èíó. Îñê³ëüêè îá’ºì ïîð ³ òð³ùèí, äå ëîêàë³- çóºòüñÿ â³ëüíèé ³ ñîðáîâàíèé ìåòàí, ó âó- ã³ëüíîìó çðàçêó ñòàëèé, òî â íüîìó ó ïåâ- íèé ìîìåíò ÷àñó ïåðåáóâຠö³ëêîì âèçíà÷å- íà ê³ëüê³ñòü ìåòàíó, ùî âèäàëÿºòüñÿ øëÿõîì ô³ëüòðàö³¿ ç³ çðàçêà ³ çàì³ùóºòüñÿ íîâèì, ÿêèé íàäõîäèòü ó ïðîöåñ³ òâåðäîò³ëüíî¿ äèôó糿. Îòîæ, ê³ëüê³ñòü ÿäåð âîäíþ, ùî âèçíà÷àþòü ïëîùó êîìïîíåíòè âóçüêî¿ ë³í³¿ ç ∆Í = 7,9–15,9 À/ì, ìîæíà ââàæàòè ó ïåâíèõ ìåæàõ ñòàëîþ. Ïðè âèðàõóâàíí³ ¿¿ ³ç çàãàëüíî¿ ïëîù³ âóçüêî¿ ë³í³¿ îòðèìàíî çì³íè ïàðàìåòð³â ë³í³¿, ôîðìîâàíî¿ ÿäðàìè âîäíþ, ÿê³ ïåðåáóâàþòü ó òâåðäîìó âóãëå- ìåòàíîâîìó ðîç÷èí³. Ç ÷àñîì çàãàëüíà ³íòåí- ñèâí³ñòü âóçüêî¿ äâîêîìïîíåíòíî¿ ë³í³¿ çíè- æóºòüñÿ, ïðè öüîìó ¿¿ øèðèíà äåùî çì³íþ- ºòüñÿ. Îòæå, ó âóã³ëë³ íàâ³òü ÷åðåç ê³ëüêà äå- ñÿòê³â ãîäèí ï³ñëÿ ïî÷àòêó äåãàçàö³¿ ìåòàí ïåðåáóâຠó òâåðäîìó ðîç÷èí³, çìåíøóºòü- ñÿ ëèøå éîãî ê³ëüê³ñòü. Õàðàêòåð çàëåæ- íîñò³ àìïë³òóäè ñèãíàëó ßÌÐ â³ä ÷àñó çà- ãàëîì â³äïîâ³äຠïîñò³éíèì óÿâëåííÿì ïðî õ³ä äåñîðáö³¿ ìåòàíó ç âóã³ëüíî¿ ðå÷îâèíè. Ó íàøîìó ³íñòèòóò³ ðîçðîáëåíî ô³çè÷íó ìîäåëü ñèñòåìè âóã³ëëÿ—ãàç, äå âïåðøå âðà- õîâàíî ù³ëüí³ñòü çàïîâíåííÿ ìåòàíîì ïî- ðîâîãî îá’ºìó âóã³ëëÿ, à òàêîæ óìîâè ðîç- êðèòòÿ çàêðèòèõ ïîð, ùî àêóìóëþþòü îñ- íîâíèé îá’ºì ìåòàíó ïðè çì³í³ íàïðóæåíü âíàñë³äîê ðóõó õâèë³ ðîçâàíòàæåííÿ [19]. Áàçîâîþ îñíîâîþ ô³çè÷íî¿ ìîäåë³ º ìàêðî- ìîëåêóëà âóã³ëëÿ. Âîíà ìຠâèãëÿä ïîë³ìåð- íî¿ ñèñòåìè ³ç ïðîñòîðîâèì ðîçòàøóâàííÿì àòîì³â òà àòîìíèõ ãðóï, ÿê³ âêëþ÷àþòü ïîë³- ìåðí³ ìîëåêóëè âóã³ëëÿ (N0) ³ ìîíîìåðí³ ìîëåêóëè ãàçó (N r ), íàâàíòàæåíà âíóòð³ø- í³ì (Ð0) ³ çîâí³øí³ì òèñêîì (Ð). ³äïîâ³äíî äî çàãàëüíî¿ òåðìîäèíàì³÷íî¿ òåî𳿠ñòàí ìåòàíó, ïîãëèíåíîãî ó âóã³ëë³, îïèñóºòüñÿ íà îñíîâ³ â³ëüíî¿ åíåð㳿 ñèñòå- ìè, ïðåäñòàâëåíî¿ ó âèãëÿä³ ôóíêö³îíàëà â³ä ðîçïîä³ëåíî¿ ù³ëüíîñò³ ψ=ψ(r). Çà ù³ëüí³ñòü ψ(r) çàçâè÷àé áåðóòü â³äíîøåí- íÿ ÷àñòêè ñòàí³â, çàïîâíåíèõ ìîëåêóëàìè ìåòàíó â ö³é ä³ëÿíö³ ïðîñòîðó Nr = Nr(r), äî ïîâíîãî ÷èñëà ñòàí³â N 0 , ùî ïîòåíö³éíî ìîæå áóòè íèìè çàïîâíåíå: ψ(r) = N r (r)/N 0 , (1) ³ëüíà åíåðã³ÿ ñèñòåìè ñêëàäàºòüñÿ ç âíóòð³øíüî¿ åíåð㳿 Å òà åíòðîï³éíîãî âíå- ñêó S conf , ÿêèé âèçíà÷àºòüñÿ ÷èñëîì êîíô³- ãóðàö³é: ∆F = ∆E – T ∆Sconf = N0 T{χψ (1– ψ) + + k[ψln(ψ) + (1–ψ)ln(1–ψ)/r]}. (2) Ïðè öüîìó ê³íåòèêà â³ëüíî¿ åíåð㳿 ñèñ- òåìè âóã³ëëÿ—ãàç áóäå òàêîþ: ∂∆F/∂t = c∆ψ (r,t) – γN 0 T {χ (1–2ψ) + + k(1–1/r)+[ln(ψ)–ln(1–ψ)/r]}. (3) Âîíà ñâ³ä÷èòü, ùî ãàçîâèä³ëåííÿ ç âó- ã³ëüíèõ ïëàñò³â, ÿê³ íå çàçíàëè âïëèâó âíà- ñë³äîê ïðîâåäåííÿ ã³ðíè÷èõ ðîá³ò (ψ = 1), â³äáóâàºòüñÿ çà ìåõàí³çìîì òâåðäîò³ëüíî¿ äèôó糿, à â òîìó ðàç³, êîëè ïëàñòè ðîçðîá- ëÿþòüñÿ (ψ << 1), ïð³îðèòåòíîþ º åôåê- òèâíà äèôóç³ÿ, ùî âêëþ÷ຠô³ëüòðàö³þ. ISSN 0372-6436. ³ñí. ÍÀÍ Óêðà¿íè, 2005, ¹ 128 Íà îñíîâ³ àíàë³çó ðåçóëüòàò³â òåîðåòè÷- íèõ òà åêñïåðèìåíòàëüíèõ äîñë³äæåíü íàó- êîâö³ ²ÔÃÏ ÍÀÍ Óêðà¿íè ç’ÿñóâàëè: íàé- âàæëèâ³øèìè ïàðàìåòðàìè, ÿê³ çóìîâëþþòü ñò³éê³ñòü ñèñòåìè âóã³ëëÿ—ãàç, º êîíöåíò- ðàö³ÿ ìåòàíó ó â³äêðèòèõ ³ çàêðèòèõ ïîðàõ, øâèäê³ñòü çì³íè ãðà䳺íòà íàïðóæåíîãî ñòà- íó, ìåõàí³÷í³ õàðàêòåðèñòèêè âóã³ëüíîãî ïëàñòà ³ ê³ëüê³ñòü âîëîãè, ùî îáìåæóº äè- ôóç³þ ìåòàíó ³ç çàêðèòèõ ïîð [14, 15]. ÌÎÄÅËÞÂÀÍÍß ÂÈÑÎÊÈÕ ÍÅвÂÍÎÊÎÌÏÎÍÅÍÒÍÈÕ ÍÀÂÀÍÒÀÆÅÍÜ Äëÿ ïðîâåäåííÿ åêñïåðèìåíòàëüíèõ äî- ñë³äæåíü âëàñòèâîñòåé ³ ñòàíó ã³ðíè- ÷èõ ïîð³ä çà âèñîêèõ íåð³âíîêîìïîíåíòíèõ íàâàíòàæåíü íàóêîâö³ íàøîãî ³íñòèòóòó ñòâîðèëè óí³êàëüíó óñòàíîâêó (ÓÍÒÑ). Âîíà íå ìຠàíàëîã³â ³ äຠçìîãó íà ðåàëü- íèõ ã³ðíè÷èõ ïîðîäàõ ìîäåëþâàòè îá’ºìíèé íàïðóæåíèé ñòàí äëÿ ãëèáèí äî 13 êì ³ç áóäü-ÿêèì ñï³ââ³äíîøåííÿì îñíîâíèõ íà- ïðóæåíü ³ äîñë³äæóâàòè ¿õí³é ãðàíè÷íèé ñòàí ç óðàõóâàííÿì øâèäêîñò³ íàâàíòàæåí- íÿ òà çì³íè ñòóïåíÿ ïîðóøåíîñò³. Ñåðåä íàéâàãîì³øèõ íàóêîâèõ ðåçóëüòàò³â [8–10, 12, 16–18] òåîðåòè÷íèõ òà åêñïåðè- ìåíòàëüíèõ äîñë³äæåíü äåôîðìàö³¿ ³ ðóé- íóâàííÿ çà óìîâ îá’ºìíîãî íåð³âíîêîìïî- íåíòíîãî íàâàíòàæåííÿ çãàäàºìî ëèøå íàé- âàæëèâ³ø³. • Òåîðåòè÷íî âèçíà÷åíî óìîâè ãðàíè÷íîãî ñòàíó òð³ùèíóâàòèõ ïîð³ä çà îá’ºìíîãî íàâàíòàæåííÿ ç óðàõóâàííÿì ô³çèêî-ìå- õàí³÷íèõ ³ òåõíîëîã³÷íèõ õàðàêòåðèñòèê. • Âñòàíîâëåíî ñòóï³íü âïëèâó àäñîðáîâà- íî¿ âîäè ³ ãàçîíàñè÷åííÿ íà ô³çèêî-ìå- õàí³÷í³ âëàñòèâîñò³ âóã³ëëÿ. Òàê, äâîâ³ä- ñîòêîâå ï³äâèùåííÿ ê³ëüêîñò³ àäñîðáîâà- íî¿ âîäè çíèæóº ìîäóë³ ïðóæíîñò³ ³ çñóâó â 2,5–4 ðàçè, à ãàçîíàñè÷åííÿ çá³ëüøóº ¿õ â 1,6–1,9 ðàçà. Âîäîíàñè÷åí³ñòü ïðè- çâîäèòü äî çðîñòàííÿ ó 2,7–3,8 ðàçà äå- ôîðìàö³¿ ³ ïëàñòèô³êàö³¿ âóã³ëëÿ, íàòî- ì³ñòü ãàçîíàñè÷åí³ñòü — äî çìåíøåííÿ äåôîðìàö³¿ â 1,4–1,8 ðàçà é îêðèõ÷óâàí- íÿ çðàçêà. Âîäîíàñè÷åííÿ ëîêàë³çóº ðóé- íóâàííÿ â îäí³é ïëîùèí³ ³ ñïðè÷èíþº ðóé- íóâàííÿ çñóâîì, à ãàçîíàñè÷åííÿ ³íòåíñè- ô³êóº òð³ùèíîóòâîðåííÿ ó âñüîìó îá’ºì³ çðàçêà, òóò ðóéíóâàííÿ â³äáóâàºòüñÿ çà ðàõóíîê â³äðèâó. dz çá³ëüøåííÿì ãëèáè- íè ã³ðíè÷èõ âèðîáîê çðîñòàþòü ìîäóëü ïðóæíîñò³ òà ãðàíè÷íà ì³öí³ñòü âóã³ëëÿ. • Äëÿ ã³ðíè÷èõ ïîð³ä, âóã³ëëÿ ³ ́ ðóíò³â ðîç- ðîáëåíî ³ âïðîâàäæåíî íîâ³ çì³öíþþ÷³ ñóì³ø³, ñòâîðåí³ íà îñíîâ³ ñèíòåòè÷íèõ ìàòåð³àë³â, ÿê³ ìàþòü êàðáàì³äí³ òà ìàã- íåç³àëüí³ ñêëàäîâ³. • Çàïðîïîíîâàíî òà îá´ðóíòîâàíî íîâèé ï³äõ³ä äî îö³íêè ñò³éêîñò³ ïîêð³âë³ ã³ðíè- ÷èõ âèðîáîê. Òóò óïåðøå âðàõîâàíî òð³- ùèíîñò³éê³ñòü ïîð³ä. ÏÐÎÃÍÎÇ ÑÒÀÍÓ Ã²ÐÍÈ×ÎÃÎ ÌÀÑÈÂÓ Öåé íàïðÿì äîñë³äæåíü ïåðåäáà÷ຠîö³íêó ñòàíó ã³ðíè÷îãî ìàñèâó çà ô³çè- êî-ìåõàí³÷íèìè âëàñòèâîñòÿìè ïîð³ä, àäæå éäåòüñÿ ïðî ðîçðîáêó ìåòîä³â ïðîãíîçó ìà- ëîàìïë³òóäíèõ ðîçðèâíèõ ïîðóøåíü ³ âè- êèäîíåáåçïå÷íîñò³ ï³ùàíèê³â ó ï³äãîòîâ÷èõ âèðîáêàõ íà ïîëîãèõ ïëàñòàõ [7, 13, 16, 18]. Íàóêîâöÿìè ³íñòèòóòó îá´ðóíòîâàíî ïàðà- ìåòðè ïðîãíîçó ðîçðèâíèõ ïîðóøåíü íà îñíîâ³ çàêîíîì³ðíîñòåé çì³íè òð³ùèíîñò³é- êîñò³ ïîð³ä. Äîñë³äæåííÿ ïîêàçàëè, ùî íå- îäíîð³äí³ñòü âëàñòèâîñòåé ìàñèâó â ìåæàõ îäí³º¿ ë³òîëîã³÷íî¿ ð³çíèö³, ÿêà çóìîâëåíà íàÿâí³ñòþ òåêòîí³÷íèõ ðîçðèâíèõ ïîðó- øåíü, íàéïîâí³øå â³äáèâຠê³ëüê³ñíà õàðàê- òåðèñòèêà òð³ùèíîñò³éêîñò³ — åôåêòèâíà ïîâåðõíåâà åíåðã³ÿ ïîð³ä (ÅÏÅ). Âåëè÷è- íà ÅÏÅ ïîð³ä, ÿê³ ì³ñòÿòü âóã³ëüíèé ïëàñò (ó ìåæàõ îäíîãî ë³òîòèïó, ç ïîñò³éíèì ìà- òåð³àëüíî-ïåòðîãðàô³÷íèì ñêëàäîì), ó ðàéî- í³ ìàëîàìïë³òóäíèõ ðîçðèâíèõ ïîðóøåíü íà 60–80% ìåíøà çà ôîíîâå çíà÷åííÿ, âèçíà- ÷åíå ó íåïîðóøåí³é ÷àñòèí³ âóã³ëüíîãî ïëà- ñòà. Çì³íè âåëè÷èíè ÅÏÅ ã³ðíè÷èõ ïîð³ä ó çîíàõ âïëèâó ìàëîàìïë³òóäíèõ ðîçðèâíèõ ISSN 0372-6436. ³ñí. ÍÀÍ Óêðà¿íè, 2005, ¹ 1 29 ïîðóøåíü çóìîâëþþòüñÿ ïîë³ìîðôíèìè ïåðåòâîðåííÿìè ïîðîäîóòâîðþþ÷îãî êâàð- öó ó âèãëÿä³ α→β-ïåðåõîäó. Ñàìå ïîÿâà ó ï³ùàíèêó β-êâàðöó (äî 100%), ÿê îñíîâíî¿ ôàçè, º ïîêàçíèêîì çì³íè äåôîðìàö³éíîãî ñòàíó ã³ðíè÷îãî ìàñèâó. ¥ðóíòóþ÷èñü íà ðåçóëüòàòàõ äîñë³äæåíü, ìè îòðèìàëè çàêîíîì³ðíîñò³, ÿê³ ñòàëè îñ- íîâîþ äëÿ ðîçðîáêè êðèòåð³þ ³ ïàðàìåòð³â ïðîãíîçóâàííÿ ìàëîàìïë³òóäíèõ ðîçðèâíèõ ïîðóøåíü. Öå äຠçìîãó âæå íà ñòà䳿 ï³äãî- òîâ÷èõ ã³ðíè÷èõ ðîá³ò âñòàíîâëþâàòè àáî óòî÷íþâàòè ì³ñöåçíàõîäæåííÿ ïîðóøåííÿ ç òî÷í³ñòþ äî 3 ì. Òàêîæ ñï³âðîá³òíèêàìè ²ÔÃÏ óïåðøå âñòàíîâëåíî, ùî ó ì³ñöÿõ ïðîÿâó âèêèä³â ï³ùàíèêó â³äáóâàºòüñÿ ñèí- ôàçíà çì³íà åôåêòèâíî¿ ïîâåðõíåâî¿ åíåð㳿 ³ ìîäóëÿ ïðóæíîñò³ (åêñòðåìóìè ìîäóëÿ ïðóæíîñò³ òà ÅÏÅ çá³ãàþòüñÿ). Öå ïîâ’ÿçà- íî ç íàÿâí³ñòþ âèñîêîòåìïåðàòóðíèõ ìîäè- ô³êàö³é êâàðöó (òðèäèì³òó, êðèñòîáàë³òó). Ç óðàõóâàííÿì ñèíôàçíîñò³ çì³íè òð³ùèíî- ñò³éêîñò³ ³ ïðóæíèõ âëàñòèâîñòåé óäîñêî- íàëåíî ñïîñ³á ïðîãíîçó âèêèäîíåáåçïå÷íîñò³ ï³ùàíèê³â çà åôåêòèâíîþ ïîâåðõíåâîþ åíåð- 㳺þ. Íàóêîâöÿìè ³íñòèòóòó ðîçðîáëåíî êðè- òå𳿠³ ïàðàìåòðè ñïîñîá³â ïðîãíîçóâàííÿ âèêèäîíåáåçïå÷íîñò³, êàòåãîðèçàö³¿ ïëàñò³â çà ¿¿ ñòóïåíåì, êëàñèô³êàö³¿ ãàçîäèíàì³÷íèõ ÿâèù (ðàïòîâ³ âèêèäè, îáâàëè) òà ìåòîäè âèçíà÷åííÿ ÷àñó óòâîðåííÿ â ã³ðíè÷èõ âè- ðîáêàõ, ïðîéäåíèõ ïî ïëàñòó, íåáåçïå÷íèõ êîíöåíòðàö³é ìåòàíó ³ çàãàçóâàííÿ íàêîïè- ÷óâàëüíèõ áóíêåð³â. Ö³ ìåòîäè àïðîáîâàí³ íà âóã³ëüíèõ øàõòàõ Äîíáàñó, äå ðîçðîá- ëÿþòüñÿ âèêèäîíåáåçïå÷í³ ïëàñòè. ÇÀÏÎÁ²ÃÀÍÍß ÂÈÊÈÄÀÌ ÂÓòËËß ² ÃÀÇÓ Ó íàøîìó ³íñòèòóò³ âèêîíàíî öèêë äî- ñë³äæåíü, ñïðÿìîâàíèõ íà âèâ÷åííÿ âïëèâó àäñîðáîâàíî¿ âîëîãè íà ñòóï³íü çì³íè ïðóæíî¿ åíåð㳿, ÿêà íàêîïè÷óºòüñÿ âóã³ë- ëÿì ð³çíèõ ìàðîê ó ïðèçàá³éí³é çîí³ ïëàñ- òà [7, 9, 13]. Äëÿ öüîãî âèêîðèñòîâóâàëàñÿ óñòàíîâêà «ÓÍÒÑ», ùî äຠìîæëèâ³ñòü ìî- äåëþâàòè íàïðóæåíî-äåôîðìîâàíèé ñòàí ïî- ðóøåíîãî ìàñèâó ïðèçàá³éíî¿ ä³ëÿíêè âóã³ëü- íîãî ïëàñòà, äå ôîðìóºòüñÿ âèêèäîíåáåçïå÷- íà ñèòóàö³ÿ. Âèì³ðè íàïðóæåííÿ, ïðîâåäåí³ íà âóã³ëüíèõ ïëàñòàõ êðóòîãî ³ ïîëîæèñòî- ãî ïàä³íü, à òàêîæ àíàë³òè÷í³ òà åêñïåðè- ìåíòàëüíî-àíàë³òè÷í³ ð³øåííÿ ïîêàçóþòü, ùî êðàéîâ³ ÷àñòèíè ïëàñò³â ïåðåáóâàþòü ó íåð³âíîì³ðíîìó íàïðóæåíîìó ñòàí³. Ñàìå òîìó ³ â ëàáîðàòîðíèõ äîñë³äàõ ïðîãðàìà íàâàíòàæåííÿ â³äïîâ³äàëà íàòóðíèì óìîâàì: σ 1 ≠σ 2 ≠σ 3 . Ñïî÷àòêó âóã³ëüíèé çðàçîê, âì³ùå- íèé ó êàìåðó óñòàíîâêè «ÓÍÒÑ», ñòèñêàâ- ñÿ ð³âíîì³ðíî σ 1 =λσ 2 =λσ 3 äî íàâàíòàæåíü íåïîðóøåíîãî ìàñèâó. Ïîò³ì ï³äâèùóâàëè íàïðóæåííÿ σ=kP r , σ 2 =kλP r é îäíî÷àñíî çíèæóâàëè σ 3 . Òóò k — êîåô³ö³ºíò êîíöåí- òðàö³¿ íàïðóæåíü; λ — êîåô³ö³ºíò á³÷íîãî ï³äïîðó; Ð r = γÍ — âåëè÷èíà òèñêó ã³ðíè- ÷îãî ìàñèâó. Çà ñêëàäåíèìè ó òàêèé ñïîñ³á ïðîãðàìàìè íàâàíòàæóâàëèñÿ ³ ðîçâàíòàæó- âàëèñÿ ãàçîíàñè÷åí³, ãàçîíàñè÷åí³ çâîëîæåí³ òà çâîëîæåí³ áåç ãàçó çðàçêè âóã³ëëÿ ç âè- õîäîì ëåòêèõ ðå÷îâèí 5–28%. Îòðèìàí³ äàí³ ñâ³ä÷àòü, ùî ê³ëüê³ñòü ïðóæíî¿ åíåð㳿, çäàòíî¿ âèä³ëèòèñÿ ï³ä ÷àñ ðîçâàíòàæåííÿ âóã³ëëÿ, ÿêå ïåðåáóâຠâ îá’ºìíîìó íàïðóæåíîìó ñòàí³, ç ï³äâèùåí- íÿì âîëîãè â³ä 1 äî 2,5% çìåíøóºòüñÿ ó ñåðåäíüîìó äëÿ âóã³ëëÿ ìàðêè À ó 3,5 ðàçà, à äëÿ ìàðîê Ê ³ Ò — óøåñòåðî. Îòæå, ìîæ- íà ä³éòè âèñíîâêó, ùî äëÿ êîæíî¿ ìàðêè âóã³ëëÿ ³ñíóº ö³ëêîì âèçíà÷åíà ê³ëüê³ñòü àäñîðáîâàíî¿ âîëîãè, çäàòíî¿ çíèæóâàòè ïðóæíó é åôåêòèâíó ïîâåðõíåâó åíåðã³þ âóã³ëëÿ ³ òèì ñàìèì ïåðåâîäèòè éîãî ó âè- êèäîáåçïå÷íèé ñòàí. Íàéá³ëüøå çíèæåííÿ ì³öí³ñíèõ, äåôîð- ìàö³éíèõ âëàñòèâîñòåé âóã³ëëÿ ³ ê³ëüêîñò³ àêóìóëüîâàíî¿ åíåð㳿 ñïðè÷èíþºòüñÿ âì³ñ- òîì àäñîðáîâàíî¿ âîëîãè â ìåæàõ 2–3%, çàëåæíî â³ä ìàðêè âóã³ëëÿ. Ç ïðàêòèêè âèêîíàííÿ î÷èñíèõ ðîá³ò íà âèêèäîíåáåçïå÷íèõ ïëàñòàõ, à òàêîæ ç ³ñíó- ISSN 0372-6436. ³ñí. ÍÀÍ Óêðà¿íè, 2005, ¹ 130 þ÷èõ ã³ïîòåç ïðî ìåõàí³çì âèêèä³â â³äîìî, ùî íåîäì³ííîþ îçíàêîþ ðàïòîâîãî âèêèäó âóã³ëëÿ º àêòèâíà ó÷àñòü ãàçó ó ï³äãîòîâö³ òàêîãî ïðîöåñó òà éîãî ïåðåá³ãó. Ó íàøîìó ³íñòèòóò³ âïåðøå ó ñâ³òîâ³é ïðàêòèö³ äëÿ îö³íêè âïëèâó ÿê â³ëüíîãî, òàê ³ ñîðáîâà- íîãî ìåòàíó íà ãàçîäèíàì³÷íó àêòèâí³ñòü âó- ã³ëëÿ íà éîãî ðåàëüíèõ çðàçêàõ ìîäåëþâàâñÿ ïðîöåñ ðóéíóâàííÿ. Öå â³äáóâàëîñÿ ó ôîðì³ âèêèäó íà ãàçîíàñè÷åíîìó âóã³ëë³ ç ð³çíèì âì³ñòîì ô³çè÷íî çâ’ÿçàíî¿ âîëîãè ó êàìåð³ âèñîêîãî òèñêó, çà ïîâíîãî àáî ÷àñòêîâîãî ðîçâàíòàæåííÿ îäí³º¿ ç ãðàíåé íàïðóæåíî- ãî âóã³ëüíîãî çðàçêà. Åêñïåðèìåíòè ïðîâî- äèëèñÿ íà ñïåö³àëüíîìó ïðèñòðî¿, çà éîãî äîïîìîãîþ áóëè ïðîìîäåëüîâàí³ òàêîæ óìî- âè ïðîÿâó âèêèä³â çà ð³çíèõ òèñê³â ìåòàíó òà ð³çíèõ íàïðóæåíèõ ñòàí³â, ñòâîðþâàíèõ ó âóã³ëüíèõ çðàçêàõ ç ïðèðîäíîþ âîëîã³ñ- òþ 0,6–0,8% ³ çâîëîæåíèõ äî 2–3%. Ó ðåçóëüòàò³ åêñïåðèìåíò³â âèÿâëåíî, ùî íàÿâí³ñòü ìåòàíó ó ñòðóêòóð³ âóã³ëëÿ çíè- æóº íàïðóæåííÿ, íåîáõ³äíå äëÿ ðóéíóâàí- íÿ îãîëþâàíî¿ ãðàí³, à âèêèíóòà âóã³ëüíà ìàñà ìຠïðèâåäåíèé ðàä³óñ ÷àñòèí, áëèçü- êèé çà ñâî¿ìè ðîçì³ðàìè äî ðàä³óñà âóã³ëü- íîãî äð³á’ÿçêó, ùî âèêèäàºòüñÿ íà øàõòàõ ïðè ãàçîäèíàì³÷íèõ ÿâèùàõ. Ç ï³äâèùåí- íÿì âì³ñòó ô³çè÷íî çâ’ÿçàíî¿ âîëîãè ó âó- ã³ëüíîìó çðàçêó ìåòàí, ÿêèé ïåðåáóâຠó éîãî ñòðóêòóð³, ïî÷èíàþ÷è ç äâîâ³äñîòêî- âî¿ âîëîãîñò³, ïðèïèíÿº àêòèâíèé âïëèâ íà ïðîöåñ ðóéíóâàííÿ. ßêùî âì³ñò àäñîðáîâà- íî¿ âîëîãè êîëèâàºòüñÿ ó ìåæàõ W = 1,7– 1,9%, òî ïðèâåäåíèé ðàä³óñ âèêèíóòèõ âó- ã³ëüíèõ ÷àñòèíîê çá³ëüøóºòüñÿ ó 10–15 ðà- ç³â, à ïðè W = 2–3% ãðàíü çðàçêà ó ôîðì³ âèêèäó âçàãàë³ íå ðóéíóºòüñÿ. Âèÿâëåí³ çàêîíîì³ðíîñò³ äàëè çìîãó ðîç- ðîáèòè íèçêó ñïîñîá³â çàïîá³ãàííÿ âèêèäàì âóã³ëëÿ ³ ãàçó äëÿ ïëàñò³â ïîëîãîãî ³ êðóòî- ãî ïàä³íü. Öå, çîêðåìà, ñïîñ³á ïðîãíîçóâàí- íÿ âèêèäîíåáåçïå÷íîñò³ ã³ðíè÷èõ ïîð³ä çà ¿õíüîþ åôåêòèâíîþ ïîâåðõíåâîþ åíåð㳺þ [18]; ñïîñ³á çàïîá³ãàííÿ âèêèäàì âóã³ëëÿ òà ãàçó øëÿõîì ïîïåðåäíüîãî çâîëîæåííÿ ïëàñò³â âîäíèìè ðîç÷èíàìè ÏÀÐ ³ êîíòðîëþ åôåêòèâíîñò³ çâîëîæåííÿ ìåòîäîì ÿäåðíî- ìàãí³òíîãî ðåçîíàíñó; ðåã³îíàëüíà ã³äðîîá- ðîáêà âèêèäîíåáåçïå÷íèõ âóã³ëüíèõ ïëàñò³â âîäíèì ðîç÷èíîì ÏÀÐ ÷åðåç ñâåðäëîâèíè, ïðîáóðåí³ ç ïîëüîâèõ âèðîáîê; îáðîáêà âîä- íèìè ðîç÷èíàìè ÏÀÐ âèêèäîíåáåçïå÷íèõ âóã³ëüíèõ ïëàñò³â ó çîíàõ ãåîëîã³÷íèõ ïî- ðóøåíü òà ï³äâèùåíîãî òèñêó ã³ðíè÷î¿ ìàñè; ñïîñ³á âèçíà÷åííÿ âèêèäîíåáåçïå÷íîñò³ âó- ã³ëüíèõ ïëàñò³â íà îñíîâ³ ñï³ââ³äíîøåííÿ ê³ëüêîñò³ ñêëàäîâèõ âîäîìåòàíîâî¿ ñóì³ø³ òà ìåòîä âñòàíîâëåííÿ êàòåãîð³é âèêèäîíå- áåçïå÷íîñò³ âóã³ëüíèõ øàõòîïëàñò³â ³ ä³ëÿ- íîê Äîíáàñó çà êîìïëåêñîì ô³çè÷íèõ ïî- êàçíèê³â. Äóæå äîáðå çàðåêîìåíäóâàëè ñåáå òàêîæ ñïîñîáè çàïîá³ãàííÿ ðàïòîâèì âèêè- äàì âóã³ëëÿ ³ ãàçó øëÿõîì ô³çèêî-õ³ì³÷íî¿ îáðîáêè ïëàñò³â ðîç÷èíàìè ÏÀÐ ó ï³äãî- òîâ÷èõ âèðîáêàõ òà ïðîãíîçóâàííÿ âèêèäî- íåáåçïå÷íîñò³ ïðè ðîçêðèòò³ êðóòèõ âóã³ëü- íèõ ïëàñò³â. Ö³ ñïîñîáè âèçíà÷åííÿ âèêèäîíåáåçïå÷- íîñò³ âóã³ëëÿ åôåêòèâíî çàñòîñîâóþòüñÿ íà 58 ïëàñòàõ 25-òè øàõò Äîíáàñó. Áàãàòî ³í- øèõ ðîçðîáîê ñï³âðîá³òíèê³â ²íñòèòóòó ô³- çèêè ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â óâ³éøëè äî ðÿäó ãàëóçåâèõ íîðìàòèâíèõ äîêóìåíò³â. Äîñë³- äæåííÿ íàóêîâö³â ²ÔÃÏ â³äçíà÷åí³ Äåðæàâ- íîþ ïðå쳺þ Óêðà¿íè, àêàäåì³÷íèìè ïðåì³ÿ- ìè ³ì. Î.Î. Ñêî÷èíñüêîãî òà ³ì. ².Ï. Ïó- ëþÿ òîùî. Íèí³ â ³íñòèòóò³ âèêîíóþòüñÿ ôóíäàìåí- òàëüí³ äîñë³äæåííÿ ç ìåòîþ ðîçðîáêè ñïî- ñîá³â ïðîãíîçó âèêèäîíåáåçïå÷íîñò³ ìåòàíó ³ éîãî ôàçîâîãî ñòàíó ó âóã³ëë³ òà ê³íåòèêè ãàçîâèä³ëåííÿ ç âóã³ëüíîãî ìàñèâó ç óðàõó- âàííÿì òåìïåðàòóðè, ñòóïåíÿ ³ øâèäêîñò³ éîãî ðîçâàíòàæåííÿ â³ä ã³ðíè÷îãî òèñêó. 1. Ïðîãíîç âûáðîñîîïàñíîñòè ïðè âñêðûòèè êðóòîíà- êëîííûõ ïëàñòîâ / Àëåêñååâ À.Ä., Ñòàðèêîâ Ã.Ï., Ëóíåâ Ñ.Ã. è äð. Ìåòîä. óêàç. ÊÄ 12.10.05.01-99: Óòâ. íà÷àëüíèêîì íàó÷.-òåõ. óïð. Ìèíòîïýíåðãî 11.02.009 ¹13-954/99. — 30 ñ. ISSN 0372-6436. ³ñí. ÍÀÍ Óêðà¿íè, 2005, ¹ 1 31 2. Òåõíîëîãèÿ óïðî÷íåíèÿ ãîðíûõ ïîðîä, óãëåé è ãðóíòîâ íà îñíîâå èñïîëüçîâàíèÿ ñèíòåòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ / Ñòàðèêîâ Ã.Ï., Îçåðîâ È.Ô., Êàíèí Â.À., Ïàùåíêî À.Â., Àíöèôåðîâ À.Â. è äð. Ìåòîä. óêàç. ÊÄ 13.01.001-2000: Óòâ. íà÷àëüíèêîì íàó÷.-òåõ. óïð. Ìèíòîïýíåðãî 01.06.2001. — 37 ñ. 3. Ìåòîä îïðåäåëåíèÿ âðåìåíè îáðàçîâàíèÿ â ãîð- íûõ âûðàáîòêàõ, ïðîéäåííûõ ïî ïëàñòó, îïàñ- íûõ êîíöåíòðàöèé ìåòàíà è äðóãèõ óãëåâîäîðî- äîâ ïðè ïîæàðàõ ñ ó÷åòîì ñîðáöèîííûõ ñâîéñòâ óãëÿ / Àëåêñååâ À.Ä., Ñòàðèêîâ Ã.Ï., Øåâ- ÷åíêî Ë.Â., Ñìîëàíîâ È.Í. è äð. ÑÒÏ: Óòâ. 11.11.2002 ¹143/1 ÖØ ÃÂÃÑÑ. — Äîíåöê: 2002. — 18 ñ. 4. Ñïîñ³á â³äì³ííîñò³ ðàïòîâîãî îáâàëåííÿ (âèñèïàí- íÿ) âóã³ëëÿ â³ä âèêèäó äëÿ åêñïåðòíî¿ îö³íêè òèïó ÃÄß: ÊÄ 12.01.05.070. –2001 / Àëºêñººâ À.Ä., Ñòàðèêîâ Ã.Ï., Ëóíºâ Ñ.Ã. òà ³í. Êåð³âíèöòâî ùîäî çàñòîñóâàííÿ. – 2002. — 21 ñ. 5. Àëºêñººâ À.Ä., Ñòàðèêîâ Ã.Ï., Âîëîøèíà Í.². òà ³í. Ïðîãíîçóâàííÿ îñåðåäê³â âèêèä³â âóã³ëëÿ ³ ãàçó ó âèáî¿ ïëàñòîâî¿ ï³äãîòîâ÷î¿ âèðîáêè / ÄÑÒÓ 101.24647077.001-2003. — 16 ñ. 6. Ïðîâ³òðþâàííÿ øàõòíèõ íàêîïè÷óâàëüíèõ áóí- êåð³â âóã³ëëÿ ó íîðìàëüíîìó ðåæèì³ ðîáîòè òà â àâàð³éíèõ ñèòóàö³ÿõ / Ïàøêîâñüêèé Ï.Ñ., Ãðå- êîâ Ñ.Ï., dzí÷åíêî Ì.²., Êîøîâñüêèé Á.². òà ³í. Ìåòîäè ðîçðàõóíê³â: ÄÑÒÓ 10.1-04675545- 007-2003. — 16 ñ. 7. Äèïëîì íà îòêðûòèå ¹9. Ñâîéñòâà îðãàíè- ÷åñêîãî âåùåñòâà îáðàçîâûâàòü ñ ãàçàìè ìåòà- ñòàáèëüíûå îäíîôàçíûå ñèñòåìû ïî òèïó òâåð- äûõ ðàñòâîðîâ / Àëåêñååâ À.Ä., Àéðóíè À.Ò., Âàñþ÷êîâ Þ.Ô. è äð. — Àêàä. åñò. íàóê. Àññîö. àâò. íàó÷.îòêð. îò 10.11 1994, ðåã. ¹16, Ìîñ- êâà. 8. Àëåêñååâ À.Ä., Íåäîäàåâ Í.Â. Ïðåäåëüíîå ñî- ñòîÿíèå ãîðíûõ ïîðîä. – Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1982. — 197 ñ. 9. Îáðàáîòêà âûáðîñîîïàñíûõ ïëàñòîâ âîäíûìè ðà- ñòâîðàìè ÏÀ / Àëåêñååâ À.Ä., Ñòàðèêîâ Ã.Ï., Ìàëþãà Ì.Ô., Àíîñîâ Î.Ñ. — Ê.: Òåõí³êà, 1988. — 167 ñ. 10. Àëåêñååâ À.Ä., Ðåââà Â.Í., Ðÿçàíöåâ È.À. Ðàç- ðóøåíèå ãîðíûõ ïîðîä â îáúåìíîì ïîëå ñæèìà- þùèõ íàïðÿæåíèé. — Ê.: Íàóê. äóìêà, 1989. — 86 ñ. 11. Ðàäèîôèçèêà â óãîëüíîé ïðîìûøëåííîñòè / Àëåêñååâ À.Ä., Çàéäåíâàðã Â.Å., Ñèíîëèöêèé Â.Â., Óëüÿíîâà Å.Â. — Ì.: Íåäðà, 1992. — 184 ñ. 12. Àëåêñååâ À.Ä., Ñóðãàé Í.Ñ. Ïðîãíîç è óïðàâ- ëåíèå ñîñòîÿíèåì ãîðíîãî ìàññèâà. — Êèåâ, 1994. — 200 ñ. 13. A.D. Àlekseev, V.G. Ilyushenko, E.V. Êuzyàgà. Ñîàl màss stàtå: ÌÌR-ànàlósis ànd ñîntrol. — Êiåv: Nàuk. dumkà, 1995. — 220 p. 14. A.D. Àlekseev, T.A. Vasilenko, E.V. Ulanova. Ñlîsåd ðîãîsity in fîssil ñîàls. — 78 (1999). — Ð. 635–638. 15. A.D. Àlekseev, E.P. Feldman, T.A. Vasilenko. Àltåãàtion of måthànå ðråssure in thå ñlîsåd ðàrås îf fossil ñîàls. 79 (2000). — 5 p. 16. Âîïðîñû óïðàâëåíèÿ ãîðíûì äàâëåíèåì íà òîíêèõ êðóòûõ ïëàñòàõ / Ïîä ðåä. Àëåêñååâà À.Ä. — Äîíåöê: Ëåáåäü, 1998. — 293 ñ. 17. Ñïîñîáû è ñðåäñòâà îõðàíû ïîäãîòîâèòåëüíûõ âûðàáîòîê / Ïîä ðåä. Àëåêñååâà À.Ä. — Äî- íåöê: Ëåáåäü, 1997. — 77 ñ. 18. Àëåêñååâ À.Ä., ßíóêîâè÷ Â.Ô., Àçàðîâ Í.ß. è äð. Ðåøåíèå ãåîýêîëîãè÷åñêèõ è ñîöèàëüíûõ ïðîáëåì ïðè ýêñïëóàòàöèè è çàêðûòèè óãîëüíûõ øàõò / Äîíåöê: Àëàí, 2002. — 479 ñ. 19. Àëåêñååâ À.Ä., Ñòàðèêîâ Ñ.Ï., Ôèëëèïîâ À.ª. ×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå âûõîäà ìåòàíà èç óãëÿ ñ ó÷åòîì âîëíû ðàçãðóçêè è ðàñêðûòèå ïîðèñòî- ñòè ïðè èçìåíåíèè íàïðÿæåíèé / Ïðîáëåìû ãîðíîãî äàâëåíèÿ. — 2003. — Âûï. 9. — Ñ. 121– 151.(Äîíåöê, ÄîíÄÓ). À. Àëºêñººâ ÍβÒͲ ÒÅÕÍÎËÎò¯ — ÍÀIJÉÍÈÉ ÊËÞ× ÄÎ ÍÀÄÐ Ð å ç þ ì å Àíàë³çóºòüñÿ êîìïëåêñ ïðîáëåì, ïîâ’ÿçàíèõ ç äîñë³- äæåííÿì ô³çèêè âóã³ëëÿ ³ ã³ðíè÷èõ ïðîöåñ³â íà çíà÷- íèõ ãëèáèíàõ. Ðîçãëÿäàþòüñÿ çàïðîïîíîâàí³ íàóêîâöÿ- ìè ñïîñîáè ïðîãíîçó òà çàïîá³ãàííÿ âèêèäàì âóã³ëëÿ ³ ìåòàíó äëÿ ïëàñò³â ïîëîãîãî ³ êðóòîãî ïàä³ííÿ. A. Alyeksyeev THE NEWEST TECHNOLOGIES — A RELIABLE KEY TO THE DEPTHS S u m m a r y The problem complex of research of coal physics that is mined and mining processes at considerable depths are analyzed. The proposed by the scientists suggestions how to forecast and to prevent coal and methane emissions for coal-beds of flat and steep pitches are considered.