Method for calculation of drilling-and-blasting operations parameters for emulsion explosives

Purpose. Development of a new method for calculation of drilling-and-blasting operations parameters during underground mining with application of emulsion explosives taking into account their energy characteristics as well as physical and mechanical properties of rocks. Methods. The integrated methodological approach including analytical transformations of the received formulas for calculation of drilling-and-blasting operations parameters, their improvement and also computer modeling on the basis of a finite element method were used for the establishment of compression zones and formations of cracks in the massif around shots taking into account such energy characteristics of emulsion explosive as detonation velocity, explosion heat, density of the explosives, etc. Findings. The relative force coefficient was determined for the emulsion explosive of “Ukrainit” type taking into account the extent of detonation velocity realization, which allowed to calculate the necessary amount of explosives. On the basis of experimental data, consistent patterns of detonation velocity change depending on the charge density and diameter yielding to power law are determined for the emulsion explosive of “Ukrainit” type. Improvements have been made to the analytical expression determining the sizes of compression and fracturing zones around blast holes taking into account energy characteristics of the emulsion explosive of “Ukrainit” type as well as physical and mechanical properties of the blasted rocks. This allowed to develop a new algorithm of calculating parameters for drawing up the passport of drilling-and-blasting operations during underground mining. Originality. The method for calculating drilling-and-blasting operations parameters is based on the regularities of emulsion explosives energy characteristics change, the extent of detonation velocity realization as well as physical and mechanical properties of rocks. Practical implications. A new method has been developed for calculation of drilling-and-blasting operations parameters during mining with emulsion explosives application, which results in minimization of energy consumption for the mass breakage.Мета. Розробка нової методики розрахунку параметрів буропідривних робіт (БПР) при проведенні підземних гірничих виробок із використанням емульсійних вибухових речовин (ЕВР) з урахуванням їх енергетичних характеристик і фізико-механічних властивостей порід. Методика. У роботі використано комплексний методичний підхід, що включає аналітичні перетворення раніше отриманих формул розрахунку параметрів БПР та їх удосконалення, а також комп’ютерне моделювання на основі методу скінчених елементів зі встановлення зон зминання та утворення тріщин в масиві навколо шпурів з урахуванням енергетичних характеристик емульсійної вибухівки: швидкість детонації, теплота вибуху, щільність вибухових речовин (ВР) та ін. Результати. Визначено коефіцієнт відносної працездатності емульсійної вибухівки типу “Україніт” з урахуванням ступеня реалізації швидкості детонації, що дозволило визначити необхідну кількість ВР. На основі експериментальних даних встановлено закономірності зміни швидкості детонації від щільності та діаметру заряду для ЕВР типу “Україніт”, які змінюються за ступеневим законом. Удосконалено аналітичний вираз, що визначає розміри зон зминання та тріщин, які утворюються навколо шпурів з урахуванням енерге- тичних характеристик ЕВР “Україніт” і фізико-механічних властивостей порід, на чому ґрунтується подальший вдосконалений алгоритм розрахунку параметрів для складання паспорта БПР при проведенні підземних гірничих виробок. Наукова новизна. Полягає у використанні закономірностей зміни енергетичних властивостей ЕВР, ступеня реалізації швидкості детонації та фізико-механічних властивостей гірських порід при розробці методики розрахунку параметрів БПР. Практична значимість. Розроблено нову методику розрахунку параметрів БПР при проведенні гірничих виробок на основі використання ЕВР, що забезпечує мінімізацію енергетичних витрат на руйнування масиву.Цель. Разработка новой методики расчета параметров буровзрывных работ (БВР) при проведении подземных горных выработок с использованием эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) с учетом их энергетических характеристик и физико-механических свойств пород. Методика. В работе использован комплексный методический подход, включающий аналитические преобразования ранее полученных формул расчета параметров БВР и их усовершенствование, а также компьютерное моделирование на основе метода конечных элементов по установлению зон смятия и образования трещин в массиве вокруг шпуров с учетом энергетических характеристик ЭВВ: скорость детонации, теплота взрыва, плотность взрывчатых веществ (ВВ) и др. Результаты. Определен коэффициент относительной работоспособности ЭВВ типа “Украинит” с учетом степени реализации скорости детонации, что позволило определить необходимое количество ВВ. На основе экспериментальных данных установлены закономерности изменения скорости детонации от плотности и диаметра заряда для ЭВВ типа “Украинит”, которые изменяются по степенному закону. Усовершенствовано аналитическое выражение, определяющее размеры зон смятия и трещинообразования, образуемых вокруг шпуров с учетом энергетических характеристик ЭВВ “Украинит” и физико-механических свойств взрываемых пород, на чем основывается дальнейший усовершенствованный алгоритм расчета параметров для составления паспорта БВР при проведении подземных горных выработок. Научная новизна. Состоит в использовании закономерностей изменения энергетических характеристик ЭВВ, степени реализации скорости детонации и физико-механических свойств горных пород при разработке методики расчета параметров БВР. Практическая значимость. Разработана новая методика расчета параметров БВР при проведении горных выработок на основе использования ЭВВ, обеспечивающая минимизацию энергетических затрат на разрушение массива.The authors express their deepest gratitude to V.P. Kuprin, Doctor of Philosophy in Chemistry, Professor, State Prize Laureate of Ukraine in Science and Technology for providing research base and organizational support during industrial experiments

High frequency waves in the corona due to null points

This work aims to understand the behavior of non-linear waves in the vicinity of a coronal null point. In previous works we have showed that high frequency waves are generated in such magnetic configuration. This paper studies those waves in detail in order to provide a plausible explanation of their generation. We demonstrate that slow magneto-acoustic shock waves generated in the chromosphere propagate through the null point and produce a train of secondary shocks that escape along the field lines. A particular combination of the shock wave speeds generates waves at a frequency of 80 mHz. We speculate that this frequency may be sensitive to the atmospheric parameters in the corona and therefore can be used to probe the structure of this solar layer

On the nature of transverse coronal waves revealed by wavefront dislocations

Coronal waves are an important aspect of the dynamics of the plasma in the corona. Wavefront dislocations are topological features of most waves in nature and also of magnetohydrodynamic waves. Are there dislocations in coronal waves? The finding and explanation of dislocations may shed light on the nature and characteristics of the propagating waves, their interaction in the corona and in general on the plasma dynamics. We positively identify dislocations in coronal waves observed by the Coronal Multi-channel Polarimeter (CoMP) as singularities in the Doppler shifts of emission coronal lines. We study the possible singularities that can be expected in coronal waves and try to reproduce the observed dislocations in terms of localization and frequency of appearance. The observed dislocations can only be explained by the interference of a kink and a sausage wave modes propagating with different frequencies along the coronal magnetic field. In the plane transverse to the propagation, the cross-section of the oscillating plasma must be smaller than the spatial resolution, and the two waves result in net longitudinal and transverse velocity components that are mixed through projection onto the line of sight. Alfv\'en waves can be responsible of the kink mode, but a magnetoacoustic sausage mode is necessary in all cases. Higher (flute) modes are excluded. The kink mode has a pressure amplitude that is smaller than the pressure amplitude of the sausage mode, though its observed velocity is larger. This concentrates dislocations on the top of the loop. To explain dislocations, any model of coronal waves must include the simultaneous propagation and interference of kink and sausage wave modes of comparable but different frequencies, with a sausage wave amplitude much smaller than the kink one.Comment: 11 pages. 5 figures. Accepted for publication in A&

Ecological and technological aspects of iron-ore underground mining

Purpose. To substantiate drilling-and-blasting technologies allowing to reduce the amount of hazardous substances affecting the level of ecological safety during underground ore mining. Methods. The laboratory research of atmospheric air condition in the vicinity of mine were conducted by means of the physical-chemical analysis. The normative technique for calculation of harmful substances concentration in the atmospheric air was used for defining peculiarities of ecologically hazardous substances dispersion in the atmosphere from mine ventilation shafts. Findings. The research into ecological condition of the atmospheric air in the vicinity of iron-ore mine allowed to reveal the regularities of changing the ground level concentration of ecologically hazard substances depending on the distance to the ventilation shaft. Values of hazard indices were determined for different distances from the emission source in the cases of TNT-based and emulsion explosives application. Originality. Regularities of hazard index change depending on the ground level concentration of ecologically hazardous substances and the distance to emission sources were established. Practical implications. The new technology of drilling-and-blasting operations using eco-friendly emulsion explosives during ore deposits mining by means of square-chamber system is proposed. It will allow to lessen ecological hazard indices of harmful substances effect.Цель. Обосновать технологии выполнения буровзрывных работ, позволяющих снизить количество опасных веществ, влияющих на уровень экологической безопасности при подземной разработке руд. Методика. Лабораторные исследования состояния атмосферного воздуха в районе расположения шахты выполнялись с помощью физико-химического анализа. Для определения особенностей рассеивания экологически от вентиляционных стволов шахты использовалась нормативная методика расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе. Результаты. Исследование экологического состояния атмосферного воздуха вблизи железорудной шахты позволило выявить закономерности изменения приземной концентрации экологически опасных веществ от расстояния до вентиляционного ствола. Установлены значения индексов опасности при изменении расстояния от источника выброса при использовании тротилосодержащих и эмульсионных взрывчатых веществ. Научная новизна. Установление закономерностей изменения индекса опасности в зависимости от приземной концентрации экологически опасных веществ и расстояния до источников выброса. Практическая значимость. Предложена новая технология ведения буровзрывных работ, которая предполагает использование экологически чистых эмульсионных взрывчатых веществ при отработке рудных залежей с помощью камерных систем разработки, что позволит снизить индексы экологической опасности влияния вредных веществ.Мета. Обґрунтувати технології виконання буропідривних робіт, які дозволили знизити кількість небезпечних речовин, що впливають на рівень екологічної безпеки при підземній розробці руд. Методика. Лабораторні дослідження стану атмосферного повітря в районі розташування шахти виконані за допомогою фізико-хімічного аналізу. Для визначення особливостей розсіювання екологічно небезпечних речовин від вентиляційних стволів шахт використана нормативна методика визначення концентрацій шкідливих речовин в атмосфері. Результати. Дослідження екологічного стану атмосферного повітря поблизу залізорудної шахти дозволили встановити закономірності зміни приземної концентрації екологічно небезпечних речовин від відстані до вентиляційного ствола. Встановлено значення індексів небезпеки при зміні відстані від джерела викиду при використанні тротиловмістких і емульсійних вибухових речовин. Наукова новизна. Встановлені закономірності зміни індексу небезпеки у залежності від приземної концентрації екологічно небезпечних речовин і відстані до джерел викиду. Практична значимість. Запропоновано нову технологію ведення буропідривних робіт, яка передбачає використання екологічно чистих емульсійних вибухових речовин при розробці рудних покладів за допомогою камерних систем розробки, що дозволило знизити індекси екологічної небезпеки впливу шкідливих речовин.За предоставление исходных данных и оказанную поддержку при проведении лабораторных исследований авторы выражают благодарность директору по производству В.Ю. Усатому и главному специалисту по охране окружающей среды В.Ю. Самойлову ЧАО “Запорожский ЖРК” (г. Днепрорудное)

Rayleigh-Taylor instabilities with sheared magnetic fields in partially ionised plasmas

Aims. In the present study we investigate the nature of the magnetic Rayleigh-Taylor instability appearing at a tangential discontinuity in a partially ionised plasma when the effect of magnetic shear is taken into account. Methods. The partially ionised character of the plasma is described by the ambipolar diffusion in the induction equation. The dynamics of the plasma is investigated in a single-fluid approximation. After matching the solutions on both sides of the interface we derive a dispersion equation and calculate the instability increment using analytical methods for particular cases of parameters, and numerical investigation for a wide range of parameters. Results. We calculated the dependence of the instability increment on the perturbation wavenumber. We also calculated the dependence of the maximum instability increment on the shear angle of the magnetic field for various values of the ionisation degree. Conclusions. Our results show that the Rayleigh-Taylor instability becomes sensitive to the degree of plasma ionisation only for plasmas with small values of plasma beta and in a very weakly ionised state. Perturbations are unstable only for those wavenumbers that are below a cut-off value

Ways of optimizing medical services for children at educational institutions under the Health Care system reform in Ukraine.

Aim – scientific substantiation of the ways to optimize preventive childhood medicine under the health care system reform in Ukraine. The medical, sanitary and epidemiological conditions of children’s stay were studied at 147 schools in five oblasts of Ukraine and the city of Kyiv. The following methods were used: system analysis, analytical, mathematical and statistical, bibliosemantic, modeling and expert assessments. The results of an expert assessment (224 specialists) on the optimization of medical services for schoolchildren were analyzed. The main risk factors for schoolchildren staying at educational institutions were identified: daily routine failure, non-compliance with the hygiene requirements for the premises where the educational process is carried out, as well as failure in food and water quality and safety. The levels of medical observation provision were analyzed. There were suggested two ways of maintaining the role of medical personnel in preserving and enhancing the health of schoolchildren: involving doctors of primary care centers of the Ministry of Health of Ukraine and creating an autonomous medical service in the institutions of the Ministry of Education and Science of Ukraine in accordance with the current licensing requirements. The issues of prevention and promotion of children's health, including schoolchildren, are one of the key aspects of the training of medical personnel at all stages. Such programs need to be modernized on the basis of a competency approach, taking into account the current needs of the health care system and the best international experience in resolving these issues

ОРГАНІЗАЦІЯ БУХГАЛТЕРСЬКОГО ОБЛІКУ ТА РИЗИК-МЕНЕДЖМЕНТ ОСВІТНЬОЇ ДІЯЛЬНОСТІ: НАПРЯМИ РОЗВИТКУ В УМОВАХ ВПРОВАДЖЕННЯ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ

The article aims to justify the measures for organizing the formation and provision of information from the accounting system for the risk management process in order to ensure the stability and sustainability of the development of higher education institutions. The goal has been realized on the basis of the application of the methods of observation, comparison, analysis, synthesis, generalization and economic-statistical method. The made analysis allowed to determine the risks of non-fulfilment of information needs regarding the functioning of higher education institutions for each study group (applicants, students, participants, parents of students/applicants, administration, employers, customers of research projects, teachers, government, society, governing bodies), which made it possible to offer an organizational approach to the information support of risk management of educational activities. This approach covers corrective management actions (in terms of accounting functions) on each of the defined processes of the risk management system (admission process for higher education, planning the educational process, organizing the educational process, staffing educational activities), executives, responsible entities and output data. Taking into account the provisions of regulatory documents, scientists' developments and practical experience in risk management has allowed to determine the stages of risk management in educational activities of a higher education institution (risk analysis, risk assessment, direct risk management, risk monitoring, risk management reporting) indicating the role of accounting personnel in each of them. It has been substantiated that the main advantages of the proposed approach to information management of risk management of educational activities of higher educational institutions are the simplicity of use (provided with properly devised documentation), the complexity of the approach (coverage of all quality management system processes), responsiveness to identified risks; accounting structure of higher education institutions. It is proved that the proposals will contribute to the improvement of the accounting display of actions to minimize the risks of educational activities of higher educational institutions, thereby ensuring the strengthening of their competitiveness on the market of educational services.Поставлено завдання обґрунтувати заходи щодо організації формування та надання інформації, яка продукується в системі бухгалтерського обліку, для процесу управління ризиками з метою забезпечення стабільності та стійкості розвитку закладів вищої освіти. Поставлену мету реалізовано на основі застосування методів спостереження, порівняння, аналізу, синтезу, узагальнення та економіко-статистичного методу. Проведений аналіз дозволив визначити ризики невиконання інформаційних потреб щодо функціонування закладів вищої освіти для кожної досліджуваної групи (абітурієнтів, студентів, слухачів, здобувачів, батьків студентів / абітурієнтів, адміністрації, роботодавців, замовників науково-дослідних робіт, викладачів, держави, суспільства, органів управління), що дозволило запропонувати організаційний підхід до інформаційного забезпечення управління ризиками освітньої діяльності. Зазначений підхід охоплює коригувальні управлінські дії (в частині облікових функцій) на кожному з визначених процесів системи управління ризиками (процес прийому на навчання для здобуття вищої освіти; планування освітнього процесу; організація освітнього процесу, кадрове забезпечення освітньої діяльності), виконавців, відповідальних суб’єктів і вихідних даних. Урахування положень нормативних документів, напрацювань науковців і практичний досвід управління ризиками дозволив визначити етапи управління ризиками освітньої діяльності закладів вищої освіти (аналіз ризиків, оцінка ризику, безпосереднє управління ризиками, моніторинг ризику, звітування з управління ризиками) із зазначенням ролі облікового персоналу на кожному з них. Обґрунтовано, що основними перевагами запропонованого підходу до інформаційного забезпечення управління ризиками освітньої діяльності закладів вищої освіти є простота застосування (за умови належно розробленого документального забезпечення), комплексність підходу (охоплення всіх процесів системи управління якістю), оперативність реагування на виявлені ризики; урахування структури закладу вищої освіти. Доведено, що пропозиції сприятимуть удосконаленню облікового відображення дій з мінімізації ризиків освітньої діяльності закладів вищої освіти, тим самим забезпечивши посилення їхньої конкурентоспроможності на ринку освітніх послуг

Interconnection between aggression and protection factors of gastric juice and oral liquid of the patients with precancerous changes of gastric mucosa

This article is about learning of the aggression factors and the gastric juice and oral liquid protection of the patients with precancerous changes in the mucous gastric membrane of stomach. 32 middle-aged people were researched, who were at the inpatient treatment at the SI “Institute of Gastroenterology of NAMS of Ukraine”: 6 of them were with the atrophic changes of mucous membrane of stomach with different rate of severity (the I group), 12 people were with the intestinal metaplasia in the antrum (the II group), 14 patients were with intestinal metaplasia in the body and in the antrum of mucous membrane of stomach (the III group). The diagnosis was established after meticulous endoscopic and histological researches of biopsy material of mucous membrane of stomach. During the esophagogastroscopic research the gastric juice was being collected. It was determined its pH, pepsin, glycoprotein, sialic acids, fucose and hexosamines concentration. Also there were conducted the investigations of oral liquid, where the content of glycoprotein, sialic acid, fucose and hexosamines was determined. In the gastric juice of patients of the II and III groups, the content of sialic acids was increased, in the III – the acid secretion increased the hexosamines, with anacid – of fucose and it was decreased the amount of pepsin. In the oral liquid, the content of sialic acids in all researching groups was increased, fucose - only in the I group, hexosamines and glycoproteins - only in the III group. The further complex study of functional-morphological changes of gastric secretion and salivary glands activity will allow to assess the condition of reserve capabilities of the protection factors of the mucous membrane of the stomach and to determine the risk groups of patients with the precancerous condition