Technological safety of sustainable development of coal enterprises

Purpose. Substantiation of conceptual base of searching the ways of threats prevention to sustainable development of coal enterprises in the presence of multidirectional vectors of economic pressure of the external environment. Methods. Methods of the structural and comparative analysis for an assessment of usage of the main definitions of a research, their essence and communication with other categories which define efficiency of development of the coal enterprise are used for the solution of the set tasks in the work; groups and classifications are used for systematization of types of economic security and stability of the enterprise, and also factors which cause them. Findings. The analysis of main definitions that reflecting essence of such scientific phenomena as “sustainable development” and “economic security” of the enterprise is conducted. Actuality and reasonability of scientific research conducting on formation of methodical base and tools of an assessment of a technological component of sustainable development safety of coal enterprises is substantiated. Originality. Research of opportunities of the comprehensive programs creation of adaptive management of the mining enterprise including a retrospective and perspective assessment of a pathway of its development. Practical implications. Introduction of adaptation activity at the coal enterprises in aspect of process of technological safety ensuring.Мета. Обґрунтування концептуальної бази пошуку шляхів запобігання загрозам сталого розвитку вугільних підприємств при наявності різноспрямованих векторів економічного тиску зовнішнього середовища. Методика. Для вирішення поставлених у роботі завдань використані методи структурно-порівняльного аналізу – для оцінки використання основних дефініцій дослідження, їх сутності та зв’язку з іншими категоріями, які визначають ефективність розвитку вугільного підприємства; групування й класифікації – для систематизації видів економічної безпеки і стійкості підприємства, а також факторів, які їх обумовлюють. Результати. Проведено аналіз основних визначень, що відображають сутність таких наукових феноменів, як “сталий розвиток” і “економічна безпека” підприємства. Обґрунтована актуальність та доцільність проведення наукових досліджень з формування методичної бази й інструментарію оцінки технологічної складової безпеки сталого розвитку вугільних підприємств. Наукова новизна. Дослідження можливостей створення комплексних програм адаптивного управління гірничим підприємством, що включають ретроспективну і перспективну оцінки траєкторії його розвитку. Практична значимість. Впровадження адаптаційної діяльності на вугільних підприємствах в аспекті процесу забезпечення технологічної безпеки.Цель. Обоснование концептуальной базы поиска путей предотвращения угроз устойчивому развитию угольных предприятий при наличии разнонаправленных векторов экономического давления внешней среды. Методика. Для решения поставленных в работе задач использованы методы структурно-сравнительного анализа – для оценки использования основных дефиниций исследования, их сущности и связи с другими категориями, которые определяют эффективность развития угольного предприятия; группировки и классификации – для систематизации видов экономической безопасности и устойчивости предприятия, а также факторов, которые их обусловливают. Результаты. Проведен анализ основных определений, отражающих сущность таких научных феноменов, как “устойчивое развитие” и “экономическая безопасность” предприятия. Обоснована актуальность и целесообразность проведения научных исследований по формированию методической базы и инструментария оценки технологической составляющей безопасности устойчивого развития угольных предприятий. Научная новизна. Исследование возможностей создания комплексных программ адаптивного управления горным предприятием, включающих ретроспективную и перспективную оценку траектории его развития. Практическая значимость. Внедрение адаптационной деятельности на угольных предприятиях в аспекте процесса обеспечения технологической безопасности.Authors express gratitude for the help and consultations during work performing for director of management of coal mining of LLC “DTEK Energy” Mykhailo Barabash

STUDY OF THE FORMATION MECHANISM OF GAS HYDRATES OF METHANE IN THE PRESENCE OF SURFACE-ACTIVE SUBSTANCES

Досліджено вплив поверхнево-активних речовин на механізм утворення газових гідратів метану. Визначено значення критичної концентрації міцелоутворення (ККМ) розчинів дібутілфенола, обробленого окисом етилену (ДБ), а також синтанолів (ДС-10, ДС-20). Виявлено, що завдяки процесу солюбілізації відбувається утворення мікрогетерогенних наночасток, які призводять до зміни складу газогідратів і швидкості утворення Ключові слова: газогідрати метану, міцелоутворення, поверхневий натяг, міжфазовий електричний потенціал, швидкість утворенняИсследовано влияние поверхностно-активных веществ на механизм образования газовых гидратов метана. Определены значения критической концентрации мицеллообразования (ККМ) растворов дибутилфенола, обработанного окисью этилена (ДБ), а также синтанолов (ДС-10, ДС-20). Обнаружено, что благодаря процессу солюбилизации происходит образование микрогетерогенных наночастиц, которые приводят к изменению состава газогидратов и скорости образования Ключевые слова: газогидраты метана, мицеллообразование, поверхностное натяжение, межфазный электрический потенциал, скорость образовани

New asymptotic estimates for spherical designs

Let N(n, t) be the minimal number of points in a spherical t-design on the unit sphere S^n in R^{n+1}. For each n >= 3, we prove a new asymptotic upper bound N(n, t) <= C(n)t^{a_n}, where C(n) is a constant depending only on n, a_3 <= 4, a_4 <= 7, a_5 <= 9, a_6 <= 11, a_7 <= 12, a_8 <= 16, a_9 <= 19, a_10 <= 22, and a_n 10.Comment: 12 page

Numerical methods of geomechanics tasks solution during coal deposits’ development

Purpose. Generalization of numerical modeling of geomechanical processes in the vicinity of mine workings by finite elements method and making recommendations for substantiation of suitable construction and behavior of rock massif physical model. Methods. Software packages SolidWorks Simulation (COSMOS/М) and ANSYS are used for geomechanical tasks solution. Findings. Solutions of geomechanical tasks dealing with topical issues of estimating stress-strain state of rock massif around underground workings of different functions are given. Data on the rock massif stress-strain state are received and recommendations on adequate and authentic reflection of its structural peculiarities (stratification and fracturing) are made. Physical model of rock condition (elastic, elastic-plastic, rheological diagrams and complete diagram of deformation taking into account weakening and fracturing) is presented. Originality. New data about the mechanism of movement processes of coal-bearing massif around mine workings considering stratification and cracks content, limit and out-of-limit deflection state in separate areas, and also the impact of rheological rock properties are received. Practical implications. Complex of geomechanical tasks solutions allow to increase credibility of rock pressure manifestations prediction and substantiate technical solutions for effective and safe operations at coal mines.Цель. Обобщение опыта численного моделирования методом конечных элементов геомеханических процессов вокруг горных выработок и формирование рекомендаций по обоснованию адекватного строения и поведения физической модели горного массива. Методика. Для решения задач геомеханики использованы пакеты прикладных программ SolidWorks Simulation (COSMOS/М) и ANSYS. Результаты. Приведены решения геомеханических задач по актуальным вопросам оценки НДС горного массива вокруг подземных выработок различного назначения. Получены закономерности поведения горного массива и даны рекомендации по адекватному и достоверному отражению его текстурных особенностей (слоистость и трещиноватость) и физической модели состояния горной породы (упругая, упруго-пластическая, реологическая, полная диаграмма деформирования с учетом разупрочнения и разрыхления). Научная новизна. Получен ряд новых закономерностей развития процессов сдвижения углевмещающего массива вокруг горных выработок с учетом его слоистости и трещиноватости, предельного и запредельного состояния в отдельных областях, а также влияния реологических свойств горных пород. Практическая значимость. Комплекс решений геомеханических задач позволяет повысить достоверность прогноза проявлений горного давления и обосновать технические решения по эффективному и безопасному ведению горных работ на угольных шахтах.Мета. Узагальнення досвіду чисельного моделювання методом скінченних елементів геомеханічних процесів навколо гірничих виробок і формування рекомендацій з обґрунтування адекватної будови й поведінки фізичної моделі гірського масиву. Методика. Для розв’язання задач геомеханіки використані пакети прикладних програм Solidworks Simulation (COSMOS/М) і ANSYS. Результати. Наведено розв’язання геомеханічних задач з актуальних питань оцінки НДС гірського масиву навколо підземних виробок різного призначення. Отримано закономірності поведінки гірського масиву й надано рекомендації з адекватного й достовірного відображення його текстурних особливостей (шаруватість і тріщинуватість) та фізичної моделі стану гірської породи (пружна, пружно-пластична, реологічна, повна діаграма деформування з урахуванням знеміцнення і розпушення). Наукова новизна. Отримано низку нових закономірностей розвитку процесів зрушення вуглевміщуючого масиву навколо гірничих виробок з урахуванням його шаруватості й тріщинуватості, граничного й позамежного станів в окремих областях, а також впливу реологічних властивостей гірських порід. Практична значимість. Комплекс розв’язань геомеханічних задач дозволяє підвищити вірогідність прогнозу проявів гірського тиску й обґрунтувати технічні розв’язання з ефективного й безпечного ведення гірничих робіт на вугільних шахтах.The materials discussed in the article were received while performing a complex of research works at the request of a number of industrial enterprises in coal mining in Donbas. The authors are grateful to M. Illiashov, M. Barabash, Yu. Cherednychenko, O. Vivcharenko, V. Chervatiuk, O. Husiev for providing mine-and-geological and technical information on features of conducting mining operations at their enterprises, and also for useful recommendations and fruitful discussion of the received results which are intended to provide an effective solution to mine-technical issues in coal mining