Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов
Целью исследования является определение фрактальных характеристик иерархической структуры ископаемых углей с помощью такого неразрушающего метода, как малоугловое рассеяние тепловых нейтронов, позволяющего изучать структуру в объеме образцов. 
 В работе определены фрактальные размерности и п...
Saved in:
| Published in: | Физико-технические проблемы горного производства |
|---|---|
| Date: | 2018 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/161915 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов / Т.В. Василенко, А.К. Кириллов, В.В. Соболев, А.С. Дорошкевич, Е.А. Пронский // Физико-технические проблемы горного производства: Зб. наук. пр. — 2018. — Вип. 20. — С. 7-19. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862592591618375680 |
|---|---|
| author | Василенко, Т.А. Кириллов, А.К. Соболев, В.В. Дорошкевич, А.С. Пронский, Е.А. |
| author_facet | Василенко, Т.А. Кириллов, А.К. Соболев, В.В. Дорошкевич, А.С. Пронский, Е.А. |
| citation_txt | Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов / Т.В. Василенко, А.К. Кириллов, В.В. Соболев, А.С. Дорошкевич, Е.А. Пронский // Физико-технические проблемы горного производства: Зб. наук. пр. — 2018. — Вип. 20. — С. 7-19. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физико-технические проблемы горного производства |
| description | Целью исследования является определение фрактальных характеристик иерархической структуры ископаемых углей с помощью такого неразрушающего метода, как малоугловое рассеяние тепловых нейтронов, позволяющего изучать структуру в объеме образцов. 
В работе определены фрактальные размерности и получены их корреляционные связи с удельной поверхностью порового пространства, степенью углефикации, глубиной залегания и склонностью пластов к выбросам угля и газа для углей Донецкого угольного бассейна. Полученные фрактальные размерности и удельные поверхности дают представление о полной пористости в отличие от метода низкотемпературной адсорбции азота, характеризующего только открытую пористость. 
Впервые показано, что структура углей выбросоопасных пластов характеризуется поверхностным фракталом Df с размерностью, близкой к значениям 2,9 – 3,0 или массовым фракталом, который образован конгломератами различных минеральных включений, содержащих железо и серу. В угрожаемых пластах структура угля характеризуется более «гладкими» поверхностями порового пространства при значениях Df < 2,9 и повышенным содержанием кремния и алюминия.
Метою дослідження є визначення фрактальних характеристик ієрархічної структури викопного вугілля за допомогою такого неруйнівного методу, як малокутове розсіювання теплових нейтронів, що дозволяє вивчати структуру в об'ємі зразків.
В роботі визначені фрактальні розмірності і отримані їх кореляційні зв'язки з питомою поверхнею порового простору, ступенем вуглефікації, глибиною залягання і схильністю пластів до викидів вугілля і газу для вугілля Донецького вугільного басейну. Отримані фрактальні розмірності і питомі поверхні дають уявлення про повну пористість на відміну від методу низькотемпературної адсорбції азоту, що характеризує тільки відкриту пористість. 
Вперше показано, що структура вугілля викидонебезпечних пластів характеризується поверхневим фракталом Df з розмірністю, близькою до значень 2,9 – 3,0 або масовим фракталом, який утворений конгломератами різних мінеральних включень, що містять залізо і сірку. У загрозливих пластах структура вугілля характеризується більш «гладкими» поверхнями порового простору при значеннях Df < 2,9 і підвищеним вмістом кремнію і алюмінію.
The investigation of fractal structures in the physics of condensed matter is an urgent task. An example of a geometric fractal is the complex hierarchical organization of the pore space of fossil coals, represented as fractal clusters containing elements of different scales. The determination of the fractal dimension of such objects makes it possible to explain the dependence of the physical and mechanical characteristics of the coals under external influences. 
The aim of the study is the determination of the fractal characteristics of hierarchical structure of fossil coals by means of a non-destructive method such as small-angle scattering of thermal neutrons, which makes it possible to study the structure in the volume of samples. 
Fractal dimensions and their correlation links with the specific surface of the pore space, the degree of coalification, the depth of coal seam and with the propensity of the seam to coal and gas outbursts for coals of the Donetsk coal basin are determined. The resulting fractal dimensions and specific surfaces gives the total porosity, in contrast to the method of low-temperature adsorption of nitrogen, which characterizes open porosity only. 
The photomicrographs obtained with the scanning electron microscope made it possible to conclude that the structure of the coal of the outburst hazardous layers is characterized by a surface fractal Df with a dimension close to 2,9–3,0 or by the mass fractal that is formed by conglomerates of various mineral inclusions containing iron and sulfur. In threatened seams, the coal structure is characterized by more "smooth" pore space surfaces at Df < 2,9 and by the higher content of silicon and aluminum.
|
| first_indexed | 2025-11-27T08:44:30Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-161915 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-27T08:44:30Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Інститут фізики гірничих процесів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Василенко, Т.А. Кириллов, А.К. Соболев, В.В. Дорошкевич, А.С. Пронский, Е.А. 2019-12-27T16:54:55Z 2019-12-27T16:54:55Z 2018 Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов / Т.В. Василенко, А.К. Кириллов, В.В. Соболев, А.С. Дорошкевич, Е.А. Пронский // Физико-технические проблемы горного производства: Зб. наук. пр. — 2018. — Вип. 20. — С. 7-19. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. XXXX-0016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/161915 539.26: 539.971 Целью исследования является определение фрактальных характеристик иерархической структуры ископаемых углей с помощью такого неразрушающего метода, как малоугловое рассеяние тепловых нейтронов, позволяющего изучать структуру в объеме образцов. 
 В работе определены фрактальные размерности и получены их корреляционные связи с удельной поверхностью порового пространства, степенью углефикации, глубиной залегания и склонностью пластов к выбросам угля и газа для углей Донецкого угольного бассейна. Полученные фрактальные размерности и удельные поверхности дают представление о полной пористости в отличие от метода низкотемпературной адсорбции азота, характеризующего только открытую пористость. 
 Впервые показано, что структура углей выбросоопасных пластов характеризуется поверхностным фракталом Df с размерностью, близкой к значениям 2,9 – 3,0 или массовым фракталом, который образован конгломератами различных минеральных включений, содержащих железо и серу. В угрожаемых пластах структура угля характеризуется более «гладкими» поверхностями порового пространства при значениях Df < 2,9 и повышенным содержанием кремния и алюминия. Метою дослідження є визначення фрактальних характеристик ієрархічної структури викопного вугілля за допомогою такого неруйнівного методу, як малокутове розсіювання теплових нейтронів, що дозволяє вивчати структуру в об'ємі зразків.
 В роботі визначені фрактальні розмірності і отримані їх кореляційні зв'язки з питомою поверхнею порового простору, ступенем вуглефікації, глибиною залягання і схильністю пластів до викидів вугілля і газу для вугілля Донецького вугільного басейну. Отримані фрактальні розмірності і питомі поверхні дають уявлення про повну пористість на відміну від методу низькотемпературної адсорбції азоту, що характеризує тільки відкриту пористість. 
 Вперше показано, що структура вугілля викидонебезпечних пластів характеризується поверхневим фракталом Df з розмірністю, близькою до значень 2,9 – 3,0 або масовим фракталом, який утворений конгломератами різних мінеральних включень, що містять залізо і сірку. У загрозливих пластах структура вугілля характеризується більш «гладкими» поверхнями порового простору при значеннях Df < 2,9 і підвищеним вмістом кремнію і алюмінію. The investigation of fractal structures in the physics of condensed matter is an urgent task. An example of a geometric fractal is the complex hierarchical organization of the pore space of fossil coals, represented as fractal clusters containing elements of different scales. The determination of the fractal dimension of such objects makes it possible to explain the dependence of the physical and mechanical characteristics of the coals under external influences. 
 The aim of the study is the determination of the fractal characteristics of hierarchical structure of fossil coals by means of a non-destructive method such as small-angle scattering of thermal neutrons, which makes it possible to study the structure in the volume of samples. 
 Fractal dimensions and their correlation links with the specific surface of the pore space, the degree of coalification, the depth of coal seam and with the propensity of the seam to coal and gas outbursts for coals of the Donetsk coal basin are determined. The resulting fractal dimensions and specific surfaces gives the total porosity, in contrast to the method of low-temperature adsorption of nitrogen, which characterizes open porosity only. 
 The photomicrographs obtained with the scanning electron microscope made it possible to conclude that the structure of the coal of the outburst hazardous layers is characterized by a surface fractal Df with a dimension close to 2,9–3,0 or by the mass fractal that is formed by conglomerates of various mineral inclusions containing iron and sulfur. In threatened seams, the coal structure is characterized by more "smooth" pore space surfaces at Df < 2,9 and by the higher content of silicon and aluminum. Авторы выражают искреннюю благодарность А.И. Куклину и А.Х. Исламову за техническое обеспечение экспериментов по малоугловому рассеянию нейтронов и за обсуждение результатов исследования. ru Інститут фізики гірничих процесів НАН України Физико-технические проблемы горного производства Физика угля и горных пород Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов Дослідження ієрархічної структури вугілля донецького басейну методом малокутового розсіювання нейтронів Investigation of the hierarchical structure of donets field coals by the small-angle scattering of neutrons Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов Василенко, Т.А. Кириллов, А.К. Соболев, В.В. Дорошкевич, А.С. Пронский, Е.А. Физика угля и горных пород |
| title | Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов |
| title_alt | Дослідження ієрархічної структури вугілля донецького басейну методом малокутового розсіювання нейтронів Investigation of the hierarchical structure of donets field coals by the small-angle scattering of neutrons |
| title_full | Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов |
| title_fullStr | Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов |
| title_full_unstemmed | Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов |
| title_short | Исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов |
| title_sort | исследование иерархической структуры углей донецкого бассейна методом малоуглового рассеяния нейтронов |
| topic | Физика угля и горных пород |
| topic_facet | Физика угля и горных пород |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/161915 |
| work_keys_str_mv | AT vasilenkota issledovanieierarhičeskoistrukturyugleidoneckogobasseinametodommalouglovogorasseâniâneitronov AT kirillovak issledovanieierarhičeskoistrukturyugleidoneckogobasseinametodommalouglovogorasseâniâneitronov AT sobolevvv issledovanieierarhičeskoistrukturyugleidoneckogobasseinametodommalouglovogorasseâniâneitronov AT doroškevičas issledovanieierarhičeskoistrukturyugleidoneckogobasseinametodommalouglovogorasseâniâneitronov AT pronskiiea issledovanieierarhičeskoistrukturyugleidoneckogobasseinametodommalouglovogorasseâniâneitronov AT vasilenkota doslídžennâíêrarhíčnoístrukturivugíllâdonecʹkogobaseinumetodommalokutovogorozsíûvannâneitronív AT kirillovak doslídžennâíêrarhíčnoístrukturivugíllâdonecʹkogobaseinumetodommalokutovogorozsíûvannâneitronív AT sobolevvv doslídžennâíêrarhíčnoístrukturivugíllâdonecʹkogobaseinumetodommalokutovogorozsíûvannâneitronív AT doroškevičas doslídžennâíêrarhíčnoístrukturivugíllâdonecʹkogobaseinumetodommalokutovogorozsíûvannâneitronív AT pronskiiea doslídžennâíêrarhíčnoístrukturivugíllâdonecʹkogobaseinumetodommalokutovogorozsíûvannâneitronív AT vasilenkota investigationofthehierarchicalstructureofdonetsfieldcoalsbythesmallanglescatteringofneutrons AT kirillovak investigationofthehierarchicalstructureofdonetsfieldcoalsbythesmallanglescatteringofneutrons AT sobolevvv investigationofthehierarchicalstructureofdonetsfieldcoalsbythesmallanglescatteringofneutrons AT doroškevičas investigationofthehierarchicalstructureofdonetsfieldcoalsbythesmallanglescatteringofneutrons AT pronskiiea investigationofthehierarchicalstructureofdonetsfieldcoalsbythesmallanglescatteringofneutrons |