Науковий вісник НГУ

Геоенергетика Українського кристалічного щита

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Розробка родовищ корисних копалин

Останнє оновлення: 29 червня 2019

Опубліковано: 16 червня 2019

Перегляди: 2749

Authors:

О. Є. Хоменко, доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0001-7498-8494, Національний технічний університет „Дніпровська політехніка“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М. М. Кононенко, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-1439-1183, Національний технічний університет „Дніпровська політехніка“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Розробити аналітичний метод, що дозволяє досліджувати енергетичний стан гірських порід у межах Українського кристалічного щита.

Методика. Аналітичні дослідження енергетичного стану гірських порід виконувалися за допомогою нового методу дослідження – ентропійного. Дослідження процесів перерозподілу потенційної енергії в масиві гірських порід проводилося за аналогією з відкритою термодинамічною системою. Запропонований методологічний підхід дозволив дослідити процеси енергетичного обміну в гірських породах і закономірні перетворення одних видів енергії в інші.

Результати. Проведено аналіз і виконана систематизація геодинамічних умов при підземній розробці рудних родовищ України. Показані шляхи розвитку нових гіпотез, теорій і методів дослідження енергетичного стану гірських порід. Розкрита проблематика опису у світовій практиці природнього стану гірських порід. Визначені компоненти перерозподілу енергії в масиві гірських порід: ентропії, потенціальних напружень і кутів їх дії. Проведена перевірка отриманих результатів на збіжність і зроблені відповідні висновки щодо їх застосування.

Наукова новизна. Термодинамічний баланс у гірських породах Українського кристалічного щита формується за рахунок урівноваження вертикальних і горизонтальних енергетичних потоків, що при збільшенні глибини розробки підвищують за степеневою залежністю компоненти тензора напружень, відхиляючи їх від гідростатичних.

Практична значимість. Розроблено ентропійний метод дослідження, що дозволяє дослідити природній стан гірських порід зі збільшенням глибини. Удосконалена класифікація методів дослідження напружено-деформованого стану гірських порід за рахунок уведення синергетичної групи, що включає ентропійний, термодинамічний і енергетичний методи. Встановлено, що поширення ентропії в гірських породах Українського кристалічного щита протікає у взаємно перпендикулярних напрямках, які відповідають вертикальним і горизонтальним енергетичним потокам.

References.

1. Khomenko, О., Sudakov, А., Malanchuk, Z., & Malanchuk, Ye. (2017). Principles of rock pressure energy usage during underground mining of deposits. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2(158), 35-43.

2. Ilin, S. R., Samusya, V. I., Kolosov, D. L., Ilina, I. S., & Ilina, S. S. (2018). Risk-forming dynamic processes in units of mine hoists of vertical shafts. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5(167), 64-71. DOI: 10.29202/nvngu/2018-5/10.

3. Belmas, I., & Kolosov, D. (2011). The stress-strain state of the stepped rubber-rope cable in bobbin of winding. Technical and Geoinformational Systems in Mining: School of Underground Mining 2011, 211-214.

4. Hrinov, V., & Khorolskyi, A. (2018). Improving the process of coal extraction based on the parameter optimization of mining equipment. E3S Web Of Conferences, 60, 00017. DOI: 10.1051/e3sconf/20186000017.

5. Bondarenko, V. I., Kharin, Ye. N., Antoshchenko, N. I., & Gasyuk, R. L. (2013). Basic scientific positions of forecast of the dynamics of methane release when mining the gas bearing coal seams. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5(137), 24-30.

6. Gornostayev, S., Walker, R., Hanski, E., & Popovchenko, S. (2004). Evidence for the emplacement of ca. 3.0 Ga mantle-derived mafic-ultramafic bodies in the Ukrainian Shield. Precambrian Research, 132(4), 349-362. DOI: 10.1016/j.precamres.2004.03.004.

7. Babets, D. V., Sdvyzhkova, O. O., Larionov, M. H., & Te­reshchuk, R. M. (2017). Estimation of rock mass stability based on probability approach and rating systems. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2(158), 58-64.

8. Physical Sciences. (1976). Science News, 109(17), 267. DOI: 10.2307/3960928.

9. Gzovskiy, M. V., Turchaninov, I. A., Markov, G. A., & Batugin, S. A. (1973). Napryazhennoe so-stoyanie zemnoy kory po dannym izmereniy v gornykh vyrabotkakh i tektonofizicheskogo analiza. In Napryazhennoe sostoyanie zemnoy kory (p. 50).

10. Dreus, A. Yu., & Lysenko, K. Ye. (2016). Сomputer simulation of fluid mechanics and heat transfer processes at the working face of borehole. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5(155), 29-35.

11. Khomenko, O., Kononenko, M., & Bilegsaikhan, J. (2018). Classification of Theories about Rock Pressure. Solid State Phenomena, 277, 157-167. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ssp.277.157.

12. Prigozhin, I. (2001). Vvedenie v termodinamiku neobratimykh protsessov.

13. Khomenko, O. (2012). Implementation of energy method in study of zonal disintegration of rocks. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4(130), 44-54.

14. Lavrinenko, V. F., & Lysak, V. I. (1977). Metod opredeleniya nachal’nogo napryazhennogo sostoyaniya massivov skal’nykh gornykh porod. Razrabotka rudnykh mestorozhdeniy, (24), 16-20.

15. Khomenko, O., & Maltsev, D. (2013). Laboratory research of influence of face area dimensions on the state of uranium ore layers being broken. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2(134), 31-37.

16. Bazarov, I. P. (1983). Termodinamika.

17. Khomenko, O., & Rudakov, D. (2010). The first Ukrainian corporative university. New Techniques And Technologies In Mining, 203-206. DOI: 10.1201/b11329-34.

18. Kovalenko, A. D. (1970). Osnovy termouprugosti.

19. Khomenko, O., Kononenko, M., & Petlovanyi, M. (2015). Analytical modeling of the backfill massif deformations around the chamber with mining depth increase. New Developments In Mining Engineering 2015, 265-269. DOI: 10.1201/b19901-47.

20. Glensdorf, P., & Prigozhin, I. (1973). Termodi­namicheskaya teoriya struktury, ustoychivosti i fluktua­tsii.

21. Dortman, N. B. (1976). Fizicheskie svoystva gornykh porod i poleznykh iskopaemykh: spravochnik geofizika.

22. Khomenko, O., Kononenko, M., & Myronova, I. (2013). Blasting works technology to decrease an emission of harmful matters into the mine atmosphere. Mining Of Mineral Deposits, 231-235. DOI: 10.1201/b16354-43.

23. Kozhevnykov, A., Dreus, A., Baochang, L., & Sudakov, A. (2018). Drilling fluid circulation rate influence on the contact temperature during borehole drilling. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 1(163), 35-42. DOI: 10.29202/nvngu/2018-1/14.

24. Khomenko, O., & Barna, T. (2019). Zonal-and-Wave Structure of Open Systems on Micro, Mega- and Macrolevels of the Universe. Philosophy And Cosmology, 22, 24-32. DOI: 10.29202/phil-cosm/22/3.

25. Prigogine, I. (1947). Etude thermodynamique des phenomenes irréversibles.

26. Sudakov, A., Dreus, A., Khomenko, O., & Sudakova, D. (2017). Analytical study of heat transfer in absorptive horizons of borehole at forming cryogenic protecting of the plugging material. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 3(159), 38-42.

27. Shashenko, O. M., Sdvyzhkova, O. O., & Babets, D. V. (2010). Method of argument group account in geomechanical calculation. In 12^th International Symposium on Environmental Issues and Waste Management in Energy and Mineral Production SWEMP 2010, (pp. 488-493).

28. Sdvizhkova, Ye. A., Babets, D. V., & Smirnov, A. V. (2014). Support loading of assembly chamber in terms of Western Donbas plough longwall. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5(143), 26-32.

29. Sudakov, А., Khomenko, О., Isakova, M., & Sudakova, D. (2016). Concept of numerical experimentof isolation of absorptive horizons by thermoplastic materials. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5(155), 12-16.

30. Sdvyzhkova, O. O., Babets, D. V., Kravchenko, K. V., & Smirnov, A. V. (2016). Determining the displacements of rock mass nearby the dismantling chamber under effect of plow longwall. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2(152), 34-42.

31. Khomenko, O., Kononenko, M., & Petlyovanyy, M. (2014). Investigation of stress-strain state of rock massif around the secondary chambers. Progressive Technologies Of Coal, Coalbed Methane, And Ores Mining, 241-245. DOI: 10.1201/b17547-43.

32. Khomenko, O., Kononenko, M., & Myronova, I. (2017). Ecological and technological aspects of iron-ore underground mining. Mining Of Mineral Deposits, 11(2), 59-67. DOI: 10.15407/mining11.02.059.

33. Obert, L. (1962). In situ determination of stress in rock. Mining Engineering, 14(8), 51-58.

34. Zhanchiv, B., Rudakov, D., Khomenko, O., & Tsen­dzhav, L. (2013). Substantiation of mining parameters of Mongolia uranium deposits. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4(136), 10-18.

35. Stupnik, M., Kalinichenko, V., Pysmennyi, S., Fedko, M., & Kalinichenko, O. (2016). Method of simulating rock mass stability in laboratory conditions using equivalent materials. Mining Of Mineral Deposits, 10(3), 46-51. DOI: 10.15407/mining10.03.046.

36. Khomenko, O., Tsendjav, L., Kononenko, M., & Janchiv, B. (2017). Nuclear-and-fuel power industry of Ukraine: production, science, education. Mining Of Mineral Deposits, 11(4), 86-95. DOI: 10.15407/mi­ning11.04.086.

37. Pivnyak, G., Dychkovskyi, R., Smirnov, A., & Che­red­nichenko, Y. (2013). Some aspects on the software simulation implementation in thin coal seams mining. Energy Efficiency Improvement Of Geotechnical Systems, 1-10. DOI: 10.1201/b16355-2.

38. Stupnik, N. I., Fedko, M. B., Pismenniy, S. V., & Kolosov, V. A. (2014). Development of recommendations for choosing excavation support types and junctions for uranium mines of state-owned enterprise skhidhzk. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5(143), 21-25.

39. Myronova, I. (2015). The level of atmospheric pollution around the iron-ore mine. New Developments In Mining Engineering 2015, 193-197. DOI: 10.1201/b19901-35.

40. Khomenko, O., Kononenko, M., Myronova, I., & Su­dakov, A. (2018). Increasing ecological safety during underground mining of iron-ore deposits. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2(164), 29-38. DOI: 10.29202/nvngu/2018-2/3.

41. Mironova, I., & Borysovs’ka, O. (2014). Defining the parameters of the atmospheric air for iron ore mines. Progressive Technologies Of Coal, Coalbed Methane, And Ores Mining, 333-339. DOI: 10.1201/b17547-57.

42. Lozynskyi, V., Saik, P., Petlovanyi, M., Sai, K., & Malanchuk, Y. (2018). Analytical Research of the Stress-Deformed State in the Rock Massif around Faulting. International Journal Of Engineering Research In Africa, 35, 77-88. DOI: 10.4028/www.scientific.net/jera.35.77.

 повний текст / full article

• Наступна >