Increasing ecological safety during underground mining of iron-ore deposits

Purpose. To create the technology increasing the level of ecological safety of underground mining of iron ores by means of decreasing the number of harmful substances released into the atmosphere. Methodology. Laboratory and industrial research studies of the condition of the atmospheric air around mine arrangement were conducted by means of a physical-and-chemical method and biological testing. The standard method for calculation of their concentration in the atmosphere was used for determination of features of harmful substance dispersion. Findings. Regularities of ground concentration of total influence of harmful substances changing with taking into account a specific consumption of explosives and distance from an emission source are revealed. The dependence of conditional indicator of damageability of bioindicators changing with increase in distance from a source of emission and specific consumption of explosives is established. The method for calculation of ecological assessment of atmospheric air condition around an emission source is developed. Originality. Dependence of influence of ground concentration of harmful substances on damageability of bioindicators at the cellular and organismal levels is established, which allows estimating an ecological state of atmospheric air on industrial territories. Practical value. Regularities of inluence of ground concentration of total impact of harmful substances on a condition of indicator systems are determined that allows estimating the state of the environment and increasing reliability of local environmental monitoring around an iron-ore mine. The technology of drilling-and-blasting operations conducting in which emulsion explosives are used during mining of iron ores by means of the chamber mining methods, which allows decreasing the hazard index of harmful substances influence on the atmosphere, is developed and implemented.Мета. Створити технологію, що підвищує рівень екологічної безпеки підземного видобутку залізних руд шляхом зниження кількості шкідливих речовин, які викидаються до атмосфери. Методика. Лабораторні й промислові дослідження стану атмосферного повітря в районі розташування шахти виконувалися за допомогою фізико-хімічного методу й біологічного тестування. Для визначення особливостей розсіювання шкідливих речовин використовувалася нормативна методика розрахунку їх концентрацій в атмосфері. Результати. Виявлені закономірності зміни приземної концентрації сумарного впливу шкідливих речовин з урахуванням питомої витрати вибухових речовин і відстані від джерела викиду. Встановлена залежність зміни умовного показника пошкоджуваності біоіндикаторів зі збільшенням відстані від джерела викиду й питомої витрати вибухових речо- вин. Розроблена методика розрахунку екологічної оцінки стану атмосферного повітря навколо джерела викиду. Наукова новизна. Встановлення залежності впливу приземних концентрацій шкідливих речовин на пошкоджуваність біоіндикаторів на клітинному та організмовому рівнях дозволяє оцінити екологічний стан атмосферного повітря на промислових територіях. Практична значимість. Встановлені закономірності впливу приземної концентрації сумарного впливу шкідливих речовин на стан індикаторних систем, що дозволяє оцінити стан навколишнього середовища й підвищити достовірність локального екологічного моніторингу в районі роботи залізорудної шахти. Розроблена й впроваджена технологія ведення буропідривних робіт, в якій використовуються емульсійні вибухові речовини при відпрацюванні залізних руд за допомогою камерних систем розробки, що дозволяє знизити індекс небезпеки впливу шкідливих речовин на атмосферу.Цель. Создать технологию, повышающую уровень экологической безопасности подземной добычи железных руд путем снижения количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Методика. Лабораторные и промышленные исследования состояния атмосферного воздуха в районе расположения шахты выполнялись с помощью физико-химического метода и биологического тестирования. Для определения особенностей рассеивания вредных веществ использовалась нормативная методика расчета их концентраций в атмосфере. Результаты. Выявлены закономерности изменения приземной концентрации суммарного воздействия вредных веществ с учетом удельного расхода взрывчатых веществ и расстояния от источника выброса. Установлена зависимость изменения условного показателя повреждаемости биоиндикаторов с увеличением расстояния от источника выброса и удельного расхода взрывчатых веществ. Разработана методика расчета экологической оценки состояния атмосферного воздуха вокруг источника выброса. Научная новизна. Установление зависимости влияния приземных концентраций вредных веществ на повреждаемость биоиндикаторов на клеточном и организменном уровнях, что позволяет оценить экологическое состояние атмосферного воздуха на промышленных территориях. Практическая значимость. Установлены закономерности влияния приземной концентрации суммарного воздействия вредных веществ на состояние индикаторных систем, что позволяет оценить состояние окружающей среды и повысить достоверность локального экологического мониторинга в районе работы железорудной шахты. Разработана и внедрена технология ведения буровзрывных работ, в которой используются эмульсионные взрывчатые вещества при отработке железных руд при помощи камерных систем разработки, что позволяет снизить индекс опасности влияния вредных веществ на атмосферу

Profiled detonation waves in the technologies of explosion treatment of metals

A short review is represented concerning physicotechnical features of current technologies, plane-wave, converging cylindrical and spherical detonation waves used in physics and chemistry of high energy densities, physics of metals, materials science, machine building, and mining and metallurgical industry. The main drawbacks of existing technologies are shown, and attention is focused on the technical nature of the reasons limiting their application. Attention is paid to solving the problem of simultaneous initiation of detonation of the entire surface layer of a light-sensitive explosive, regardless of the shape of the surface. A physical and mathematical methodology for estimating shock-wave parameters of an explosive during initiation of detonation in it by explosion of the initiation layer of the charge of a lightsensitive explosive composite is proposed. Prospects of practical application of detonation (shock) waves of the specified profile formed by laser ignition of the surface of a light-sensitive explosive composite are discussed. Physicochemical potential of the system of laser initiation of detonation makes it possible to form any wave profiles and get pulses of the intensity from 0.1 to 1.0 kPa⋅s on the surfaces being more than 1 m2. Precision and safe system of laser initiation can be used during any types of blasting operations including the ones that cannot be implemented principally, while applying standard systems for initiating explosives and means of explosion

Substanting the rational parameters of timbering the face heading in zones affected by cleaning chambers on big depths

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.02 – «Підземна розробка родовищ корисних копалин». Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2009.Дисертація присвячена питанням обґрунтування раціональних параметрів кріплення нарізних виробок у зонах впливу очисних камер на великих глибинах для конкретних геотехнічних умов Південно-Білозерського родовища. В ре- зультаті теоретичних, лабораторних і промислових досліджень запропоновані технологічні рішення щодо анкерного кріплення нарізних виробок в масиві на- вколо первинних очисних камер. Запропоновані розрахунки параметрів прове- дення очисних робіт у вторинних камерах, що враховують вплив очисного про- стору первинних камер. Наведені технологічні рішення раціоналізації кріплен- ня нарізних виробок, що впроваджені при видобуванні залізної руди на шахті «Експлуатаційна» ЗАТ «ЗЗРК». Економічний ефект склав близько 193,46 тис. грн.Диссертация посвящена вопросам обоснования рациональных параметров крепления нарезных выработок в зонах влияния очистных камер на больших глубинах для конкретных геотехнических условий Южно-Белозерского место- рождения. В результате теоретических, лабораторных и промышленных иссле- дований предложены технологические решения для анкерного крепления наре- зных выработок как в сторону висячего и лежачего боков от очистных камер. Предложен расчет параметров ведения очистных работ во вторичных камерах, которые учитывают влияние очистного пространства первичных камер. Анали- тическое и физическое моделирование, а также натурные исследования напря- женно-деформированного состояния массива горных пород, в окрестности пер- вичных очистных камер, проводились при исследовании глубины заложения камер и различных физико-механических свойствах вмещающих пород. Зави- симости изменения разрушающих деформаций вокруг первичных камер опре- делялись в пределах зон разгрузки и для основных областей их концентрации. Установлено, что параметры анкерного крепления нарезных выработок у наклонного днища очистной камеры зависят от величины разрушающей де- формации пород в кровле U и определяются расстоянием от очистной камеры в сторону пород висячего бока L, расстоянием от почвы откаточного горизонта до почвы подэтажа hд и глубины заложения выработки Н по кубической зави- симости. Так же установлено, что параметры анкерного крепления нарезной выработки зависят от величины разрушающей деформации пород в кровле U и определяются расстоянием от очистной камеры в сторону пород лежачего бока L и глубины заложения выработки Н по квадратичной зависимости. Предложе- ны параметры выполнения очистных работ во вторичной камере, которые зави- сят от величины линии наименьшего сопротивления W и определяются рассто- янием от заложенной первичной камеры в сторону пород лежачего бока L и глубины заложения выработки Н по квадратичной зависимости. Высокая сходимость теоретических и лабораторных исследований, кото- рая составила порядка 92%, была подтверждена результатами промышленных измерений при добыче железной руды в этажах 640-740 и 740-840 м на шахте «Эксплуатационная» ЗАО «ЗЖРК». Предложенные технологические решения по рационализации крепления нарезных выработок внедрены при добыче желе- зной руды на шахте «Эксплуатационная» ЗАО «ЗЖРК». Реальный экономиче- ский эффект составил более 193,46 тыс. грн.The thesis deals with the problems of substantiating the rational parameters of tim- bering the face heading in zones affected by cleaning extraction chambers on great depths under geotechnical conditions of Youzhno-Beloziersky deposit. As a result of theoretical, laboratory and industrial studies the investigations techno- logical solutions for bolting the face heading as aside trailing and lying sides of extraction chambers are offered. The methods to calculate parameters of conducting coal-face works in secondary chambers, which take into account the influence of a working excavation of initial chambers, is offered. The proposed technological solutions to rationalize timbering of face heading are implemented in iron ore mining on the mine «Ekspluatacionay» CJC «ZOMI». The real economic benefit has made more than 193,46 thousand grn

CREATIVITY OF A UNIVERSITY TEACHER AS AN ESSENTIAL CONDITION FOR THE PROFESSIONAL DEVELOPMENT OF A MODERN EDUCATOR

A significant contribution to the teacher's creativity is made by the research approach to the problem posed at the lesson, as well as the students' inclusion in the process of active reflection. The manner of presentation, when the teacher goes as if close to the students and a little ahead, giving them an opportunity to anticipate the course of reasoning, creates an effect of participation, increases the students' self-confidence, and strengthens their motivation for learning. The indicated presentation method is based on trust in students' independent thinking; it stimulates their mental activity, but does not just load memory. The effectiveness of this method is enhanced by the use of the personalized form, when the lecturer presents the information not only as universally recognized in science, but also as a domain of his or her personal scientific experience. This way of presentation brings together, facilitates communication, and helps to establish emotional contacts with the audience. Modern educators-researchers note that a conversational manner of presentation, but not a monotonous lecturing from notes, as well as a friendly attitude to questions asked directly in the course of the lecture, contribute to the establishment of immediate contact with the audience. In that case the lecture performs the following functions: informative; orienting; convincing; clarifying (explaining); enthralling (inspiring). By turning the students' answers to questions into a mutual exchange of views, the teacher can increase the audience's interest and thereby facilitate their learning. Unfortunately, the lack of suitable textbooks and printed lecture notes sometimes makes it difficult to establish such a psychological contact, as the students strenuously outline the presented information without even trying to understand it, and the lecturer sees before him/her scribbling robots that it is impossible to establish emotional contact with. When the student receives notes before the lecture begins, the lecturer has enough time to answer questions, which increases the students' activity and allows keeping live communication at the lecture

Knowledge-Rich Similarity-Based Classification

This paper proposes to enhance similarity-based classification with different types of imperfect domain knowledge. We introduce a hierarchy of knowledge types and show how the types can be incorporated into similarity measures. Furthermore, we analyze how properties of the domain theory, such as partialness and vagueness, influence classification accuracy. Experiments in a simple domain suggest that partial knowledge is more useful than vague knowledge. However, for data sets from the UCI Machine Learning Repository, we show that even vague domain knowledge that in isolation performs at chance level can substantially increase classification accuracy when being incorporated into similarity-based classification

Magnetic levitational bioassembly of 3D tissue construct in space

Magnetic levitational bioassembly of three-dimensional (3D) tissue constructs represents a rapidly emerging scaffold- and label-free approach and alternative conceptual advance in tissue engineering. The magnetic bioassembler has been designed, developed, and certified for life space research. To the best of our knowledge, 3D tissue constructs have been biofabricated for the first time in space under microgravity from tissue spheroids consisting of human chondrocytes. Bioassembly and sequential tissue spheroid fusion presented a good agreement with developed predictive mathematical models and computer simulations. Tissue constructs demonstrated good viability and advanced stages of tissue spheroid fusion process. Thus, our data strongly suggest that scaffold-free formative biofabrication using magnetic fields is a feasible alternative to traditional scaffold-based approaches, hinting a new perspective avenue of research that could significantly advance tissue engineering. Magnetic levitational bioassembly in space can also advance space life science and space regenerative medicine. Copyright © 2020 The Authors, some rights reserved; exclusive licensee American Association for the Advancement of Science. No claim to original U.S. Government Works. Distributed under a Creative Commons Attribution License 4.0 (CC BY)