НАУКОВО-ПРАКТИЧНІ ДОСЯГНЕННЯ

На підставі теоретичних, лабораторних та шахтних досліджень співробітниками відділу було отримано ряд наукових досягнень.

• Створено наукові основи активації і розвитку десорбції метану при порушенні рівноважного стану вуглепородного масиву, які впливають на розв'язання газодинамічних явищ (ГДЯ) і обумовлюють ступінь газовіддачі масиву в разі промислового видобутку шахтного метану. Обґрунтовано і досліджено механізм сорбційного зв'язку метану як в мікропорах вугілля, так і в його міжпоровому просторі; описано конформаційний механізм деформування і виконана енергетична оцінка конформаційних перебудов мікроструктури вугілля при її трансформації. Залежно від зміни мікроструктури вугілля різного ступеня метаморфізму досліджено кінетику активації десорбційного процесу в вугільному пласті. Розроблено методологію теоретичної оцінки динаміки десорбції метану в зоні опорного тиску вугільного пласта з урахуванням його мікроструктури і міжмолекулярної взаємодії метану з вугіллям.
• Досліджено термодинамічний стан сорбованого метану у вугільному пласті на різній глибині його залягання і вплив глибини на десорбційні параметри метану. Встановлено параметри ізолювання аварійних дільниць при гасінні пожеж у виробках.
• Розвинено теорію зв’язаних процесів деформування вуглепородного масиву, фільтрації рідини та газу під дією таких технологічних впливів, як проведення і кріплення виробки, вибухові і дегазаційні роботи, нагнітання рідини у вугільний пласт. Досліджено взаємозв'язок геомеханіки утворення області фільтрації навколо гірничих виробок і параметрами процесу фільтрації. Встановлено критерій формування області фільтрації в підробленому вуглепородному масиві, який дозволяє обмежити область гірського масиву, що підлягає дослідженню, і визначити геометричні параметри джерел метановиділення. Встановлені часові закономірності зміни геомеханічних і фільтраційних параметрів в залежності від різних природних і технологічних факторів, в процесі перебігу газодинамічних явищ, при відпрацюванні газових родовищ, ізолюванні пожежних ділянок і спорудженні камер колективного порятунку. Розроблено методи розрахунку параметрів ряду зв’язаних процесів.
• Розроблено метод визначення нормативного показника технічно досяжного рівня (ТДР) залишкової запиленості при роботі виїмкової техніки, заснований на його ув'язці з іншим санітарним нормативним показником – допустимим пиловим навантаженням органів дихання робітника. Метод використовується для надання дозвільної документації вугільним шахтам України на проведення очисних та прохідницьких робіт.
• Обґрунтовано параметри систем вибухо- та пило-захисного зрошення для виробок вугільних шахт, видобувних і прохідницьких комбайнів.
• Досліджено вплив насичення водою вугільних зразків на їх деформаційні характеристики. Визначено закономірності зміни фільтраційних параметрів при зволоженні вугілля з антипірогенами. Обґрунтовано параметри гідророзпушування викидонебезпечних вугільних пластів і гідрообробки пласта з метою одночасного запобігання ГДЯ і виникненню пожеж.
• Обґрунтовано параметри буріння свердловин і комплекту обладнання для виконання гідророзпушування викидонебезпечних вугільних пластів.

Перелік наукових відкриттів, отриманих співробітниками відділу.

• Закономірність руйнування гірських порід у підземних умовах. Диплом №337, виданий Державним комітетом СРСР. Автори: Зорін А.М., Полуянський С.А., 1987 р.
• Закономірність руйнування гранично напружених гірських порід за слабких впливів. Диплом №1, виданий міжнародною Академією авторів наукових відкриттів та винаходів. Автори: Булат А.Ф., Виноградов В.В., Зорін А.М., Потураєв В.М., 1992 р.
• Закономірність омонолічування пухких водонасичених порід. Диплом №12. Автори: Зорін А.М., 1995 р.
• Закономірність руйнування гірських порід у приконтурній області виробки. Диплом № 43. Автори: Колесников В.Г., Курносов А.Т., 1998 р.
• Закономірність деформування шаруватих гірських порід при зміні кута докладання навантаження. Диплом №135. Автори: Зорін А.М., Колесников В.Г., 1999 р.
• Закономірність зміни стійкості породних оголень при періодичних навантаженнях. Диплом № 151. Автори: Зорін А.М., Мещанінов С.К., 2000 р.
• Явище утворення техногенних зон в областях зміни кута нахилу гірських порід. Диплом № 249. Автори: Потураєв В.М., Вдовіченко В.П., Зорін А.М., 2004 р.
• Явище зниження питомого дебіту метану в очисну виробку з вуглепородного масиву при підвищенні інтенсивності відпрацювання пологих вугільних пластів. Диплом № 411. Автори: Кочерга В.М., Скіпочка С.І., Круковська В.В., 2011 р.
• Властивість вугільного пласта, що захищається, формувати захисну дію від газодинамічних проявів при його випереджаючій розробці. Диплом № 443. Автор: Мінєєв С.П., 2013 р.

Основні нормативні документи, які розроблено співробітниками відділу.

• Безпечне ведення гірничих робіт на пластах, схильних до газодинамічних явищ: Перша редакція. – ДНАОП 1.1.30-1.ХХ-04, 2004. – Київ: Мінпаливенерго України, 2004. – 268 с.
• Дегазація вугільних шахт. Вимоги до способів та схеми дегазації: Стандарт Мінпаливенерго України: Видання офіційне: СОУ 10.1.00174088.001: 2004. – Київ: Мінпаливенерго України. – Макіївка: МакНДІ, 2004. – 162 с.
• Правила ведення гірничих робіт на пластах, схильних до газодинамічних явищ. Стандарт Мінвуглепрому України: Видання офіційне СОУ 10.1.00174088-2005. – Київ: Мінвуглепром України. – Макіївка: МакНДІ, 2005. – 225 с.
• Дегазація вугільних пластів та вміщуючих порід з застосуванням газозбірної виробки. Схеми дегазації. Стандарт Мінвуглепрому України: СОУ 10.1.05411357.006:2007. – Київ: Мінвуглепром України. – Макіївка: МакНДІ, 2007. – 28 с.
• Положення про експертну комісію з розслідування аварій на вугільних шахтах. СОУ- П. – Макіївка: МакНДІ, 2009. – 50 с.
• Випереджаюча дегазація порід покрівлі високопродуктивних лав. Правила застосування. Стандарт Мінвуглепрому України: СОУ 10.1.00174088.023 – :2010. – Київ: Мінвуглепром України. – Макіївка: МакНДІ, 2010. – 22 с.
• Правила застосування способу дегазації виїмкової дільниці з використанням свердловин і газопроводів , що залишаються в неконтрольованих виробках Доповнення. СОУ 10.1.00174088 2004. – Київ: Мінвуглепром України. – Макіївка:  МакНДІ, 2012. – 13 с.
• Прогноз та запобігання викидам пісковику на глибоких шахтах: Видання офіційне СОУ–П 05.1.00174088.033-2012. – Київ: Міненерговугілля України, 2013. – 15 с.
• Правила віднесення вугільних пластів до категорій викидонебезпеки: Стандарт Міненерговугілля України: Видання офіційне СОУ-П 10.1.00174088.029: 2011. – Київ: Мінвуглепром України. – Макіївка: МакНДІ, 2011. – 22 с.
• Прогноз та запобігання викидам пісковиків на глибоких шахтах: Видання офіційне СОУ 10.1.00174088-2005. Київ: Мінвуглепром України. – Макіївка: МакНДІ, 2013. – 29 с.
• Вентиляційні, ізолюючі та вибухостійкі перемички при ліквідації аварій у вугільних шахтах. Конструкція, матеріали та технологія зведення: Стандарт Міненерговуггіля України: Видання офіціальне. Зміна № 1. СОУ 10.1-00174102-016:2018. – Дніпро: ІГТМ НАНУ, 2018. – 72 с.
• СОУ–П Методика визначення виходу летких речовин вугільного пласта та нижніх меж вибуховості вугільного пилу. – Дніпро: ІГТМ НАНУ, 2019. – 22 с.
• Правила визначення максимально дозволеного навантаження на високопродуктивний очисній вибій з урахуванням фактичного метановиділення і досягнутої ефективності дегазації. – Дніпро-Київ: ІГТМ НАН України – Барвікс, 2022. – 17 с.
• Інструкція з визначення виходу летких речовин вугільного пласта та нижніх меж вибуховості вугільного пилу. – Дніпро: ІГТМ НАНУ, 2022. – 22 с.
• Проектування дегазації вугільних шахт і експлуатації дегазаційних систем. Правила. – Дніпро: ІГТМ НАН України – Барвікс, 2023. – 121 с.

Патенти на відкриття і корисні моделі, отримані співробітниками відділу.

Загалом з 1996 р. отримано більше 200 патентів.. Інформацію щодо ключових патентів наведено нижче.

• Патент на винахід № 8851. Пристрій для гідроімпульсного впливу на гірський масив. Потураєв В.М., Мінєєв С.П. 1996 р.
• Патент України на корисну модель № 53072. Спосіб переходу геологічного порушення зі зміненою структурою пласта. Мінєєв С.П. 2010 р.
• Патент на корисну модель № 118759. Спосіб дегазації викидонебезпечних вугільних пластів та прилеглих до них газонасичених порід. Мінєєв С.П., Кочерга В.М. 2017 р.
• Патент на корисну модель № 118775. Спосіб управління провітрюванням підготовчої виробки. Мінєєв С.П., Смірнов А.М. 2017 р.
• Патент на корисну модель № 124356. Спосіб зниження метановості гірничих виробок із застосуванням анкерного кріплення. Круковська В.В.; Круковський О.П. 2018 р.
• Патент на винахід № 122512. Спосіб видобутку вугілля з газонасичених вугільних пластів, небезпечних по самозайманню. Булат А.Ф.; Мінєєв С.П. 2020 р.
• Патент на винахід № 124250. Пристрій для локалізації вибухової хвилі в шахтних виробках. Булат А.Ф.; Мінєєв С.П. 2021 р.
• Патент на корисну модель № 124361. Спосіб дослідження стану газоносного гірського масиву та процесу фільтрації метану навколо гірничої виробки. Круковська В.В.; Круковський О.П. 2018 р.
• Патент на винахід № 125906. Спосіб проведення виробок комбайном у викидонебезпечних пластах вугілля та гірських порід. Мінєєв С.П. 2022 р.
• Патент на корисну модель № 125958. Спосіб оцінки стану осередку пожежі. Мінєєв С.П., Селезньов А.М. 2018 р.
• Патент на корисну модель № 126863. Спосіб буровибухового проведення виробок у викидонебезпечних пластах вугілля та гірських порід. Мінєєв С.П., Антончик В.Є., Костриця А.О. 2018 р.
• Патент на корисну модель № 127398. Спосіб аерогазового контролю у вугільних шахтах. Мінєєв С.П., Смірнов А.М. 2018 р.
• Патент на корисну модель №132643. Спосіб дослідження стану газоносного вугільного пласта у вибої гірничої виробки при гідродії. Булат А.Ф.; Круковська В.В.; Круковський О.П.; Зберовський В.В. 2019 р.
• Патент на корисну модель № 132823. Спосіб боротьби з пожежею у виробленому просторі. Мінєєв С.П. 2019 р.
• Патент на корисну модель № 134178. Пункт колективного рятування працівників шахти. Мінєєв С.П., Антончик В.Є. 2019 р.
• Патент на корисну модель № 140023. Спосіб дослідження стану газоносного масиву гірських порід та процесу фільтрації газу за наявністю видобувних або дегазаційних свердловин. Круковський О.П.; Круковська В.В.; Безручко К.А.; Кочерга В.М. 2020 р.
• Патент на корисну модель № 143927. Спосіб управління навантаженням на очисний забій виїмкової ділянки за газовим фактором. Мінєєв С.П., Смірнов А.М. 2020 р.
• Патент на корисну модель № Спосіб дегазації газонасиченого вуглепородного масиву. Мінєєв С.П.; Кочерга В.М.; Прусова А.А.; Круковська В.В. 2021 р.
• Патент на корисну модель № 148292. Спосіб дегазації вугільних пластів, що підробляються. Мінєєв С.П.; Кочерга В.М. 2021 р.
• Патент на корисну модель № 149166. Спосіб провітрювання шахтної підготовчої виробки з урахуванням запиленості. Мінєєв С.П., Смірнов А.М. 2021 р.
• Патент на корисну модель № 150026. Спосіб гасіння пожежі у виробленому просторі похилого пласта. Мінєєв С.П. 2021 р.
• Патент на винахід № 126237. Пристрій для створення піноутворюючих розчинів для боротьби з вибухами вугільного пилу та метану. Булат А.Ф., Мінєєв С.П. 2022 р.

Практичні досягнення відділу

Для забезпечення безпеки ведення гірничих робіт та надання допомоги в умовах вугільних шахт України відділом виконано наступні роботи.

Виконання робіт за господарчою тематикою дозволило залучити до інституту значне додаткове фінансування. Відділом було отримано фінансування за господарчою тематикою по рокам: 2018 р. – 4.837 млн. грн.; 2019 р. – 4.399 млн. грн.; 2020 р. – 6.647 млн. грн.; 2021 р. – 6.907 млн. грн.; 2022 р. – 6.209 млн. грн.; 2023 р. – 8.466 млн. грн.