Theoretical and geotechnological fundamentals for the development of natural and man-made resources of coal deposits

Purpose. Theoretical and technological substantiation of parameters and schemes related to formation and use of natural and man-made volumetric and thermal resources of abandoned coal deposits using complex of geo-modules providing their activation, selection and storage in keeping with uneven seasonal energy consumption. Methods. Analytical and numerical methods for solving equations of hydrogas dynamics and heat- mass transfer; mathematical modeling by means of special software; statistical methods; stabilometrical testing of aqueous rocks samples by triaxial compression tool. Findings. The system of models presenting gas-dynamic, filtration and heat processes occurring in disturbed rocks as a result of natural and man-made resources development while shutting down mining works has been developed. The studied patterns of water and gases movement in low-permeable coal-bearing rocks, reservoir beds and flooded mines allowed to evaluate the technological parameters of extraction, accumulation, and utilization of these heat transfer fluids for heating and cooling of buildings. The paper proposes and justifies technological options serving to utilize the thermal resource of water in a flooded mine and to activate this resource by underground combustion of residual coal reserves. Originality. The mechanism of heat transfer in the flooded rock mass of the abandoned mine with periodic pumping and selection of mine waters from different horizons and their heating by natural geothermal heat and underground combustion of residual coal reserves has been studied. Practical implications. The developed models have been implemented in real mines which allowed to evaluate the ranges of flow and heat transfer parameters related to the conditions for heat transfer fluid extraction and utilization at the final stage of mining. The developed models and obtained dependences allowed to justify the parameters of technological schemata aimed at the development of natural and man-made resources of coal deposits.Мета. Теоретичне та технологічне обґрунтування параметрів і схем формування та використання природно-техногенного теплового й ємнісного ресурсів відпрацьованих вугільних родовищ за допомогою комплексу геомодулів, які забезпечують їхню активізацію, відбір і зберігання синхронно з сезонною нерівномірністю споживання енергоносіїв. Методика. Аналітичні та чисельні методи рішення рівнянь гідрогазодинаміки та тепломасопереносу; математичне моделювання із застосуванням спеціального програмного забезпечення; методи статистики; стабілометричні випробування зразків водоносних порід на приладі тривісного стиснення. Результати. Розроблений комплекс моделей газодинамічних, фільтраційних і теплових процесів, які протікають у порушеному масиві та обумовлені розробкою його природно-техногенних ресурсів і згортанням гірничих робіт. Досліджено закономірності руху води та газів у слабопроникних вуглевмісних породах, пластах-колекторах і затоплених гірничих виробках, які дозволили обґрунтувати технологічні параметри відбору, акумуляції та використання теплоносіїв для тепло- і холодопостачання будівель. Запропоновані й обґрунтовані технологічні варіанти використання теплового ресурсу вод, які знаходяться у затопленій шахті, та його активізацію за рахунок підземного спалювання залишкових запасів вугілля. Наукова новизна. Досліджено механізм теплопереносу в затопленому гірничому масиві ліквідованої шахти, що супроводжується періодичним закачуванням та відбором шахтних вод різних горизонтів, а також їх нагріванням природним геотермічним теплом і підземним спалюванням залишкових запасів вугілля. Практична значимість. Розроблені моделі застосовані на реальних об’єктах у гірничопромислових районах з визначенням діапазонів параметрів гідродинамічного і теплового режимів, в яких створюються умови для відбору та використання енергоносіїв на завершальному етапі відпрацювання вугільних родовищ. На основі моделей та одержаних закономірностей обґрунтовані параметри технологічних схем розробки природно-техногенних ресурсів вугільних родовищ.Цель. Теоретическое и технологическое обоснование параметров и схем формирования и использования природно-техногенного теплового и емкостного ресурсов отработанных угольных месторождений с помощью комплекса геомодулей, обеспечивающих их активизацию, отбор и хранение синхронно с сезонной неравномерностью потребления энергоносителей. Методика. Аналитические и численные методы решения уравнений гидрогазодинамики и тепломассопереноса; математическое моделирование с применением специального программного обеспечения; методы статистики; стабилометрические испытания образцов водоносных пород на приборе трехосного сжатия. Результаты. Разработан комплекс моделей газодинамических, фильтрационных и тепловых процессов, протекающих в нарушенном массиве и обусловленных разработкой его природно-техногенных ресурсов и сворачиванием горных работ. Исследованы закономерности движения воды и газов в слабопроницаемых углевмещающих породах, пластах-коллекторах и затопленных горных выработках, которые позволили обосновать технологические параметры отбора, аккумуляции и использования теплоносителей для тепло- и холодоснабжения зданий. Предложены и обоснованы технологические варианты использования теплового ресурса вод, находящихся в затопленной шахте, и его активизации за счет подземного сжигания остаточных запасов угля. Научная новизна. Исследован механизм теплопереноса в затопленном горном массиве ликвидированной шахты, сопровождающийся периодической закачкой и отбором шахтных вод различных горизонтов, а также их нагреванием естественным геотермическим теплом и подземным сжиганием остаточных запасов угля. Практическая значимость. Разработанные модели применены на реальных объектах в горнопромышленных районах с определением диапазонов параметров гидродинамического и теплового режимов, в которых создаются условия для отбора и использования энергоносителей на завершающем этапе отработки угольных месторождений. На основе моделей и полученных закономерностей обоснованны параметры технологических схем разработки природно-техногенных ресурсов угольных месторождений.Дана стаття була б неможлива без результатів прикладної науково-дослідної роботи “Обґрунтування комплексу геотехнологічних модулів з використання природно-техногенного ресурсу родовищ корисних копалин України”, яка виконувалась в Державному ВНЗ «Національний гірничій університет» за рахунок видатків загального фонду державного бюджету (№ ДР 0115U002300)

Dynamics of loess mass deformations due to technogenic load

По результатам анализа энергетических и фильтрационных свойств техногенно нагруженного лессового массива определен интервал глубин, и геологические слои, характеризующиеся наиболее интенсивным развитием деформационных и суффозионных процессов. Приведенная методика оценки устойчивости массива, позволяет прогнозировать поведение склона с учетом нарушения его сплошности, произошедшего вследствие суффозионных про- цессов. Дана количественная оценка момента перехода массива в неустойчивое состояние, а также связь фильтрационных процессов с формированием оползней течения.За результатами аналізу енергетичних і фільтраційних властивостей техногенно навантаженого льосового масиву визначені інтервал глибин та геологічні шари, що характеризуються найбільш інтенсивним розвитком деформаційних та суфозійних процесів. Наведена методика оцінки стійкості масиву дозволяє прогнозувати поведінку схилу з врахуванням порушення його цілісності внаслідок суфозійних процесів. Наведена кількісна оцінка моменту переходу масиву в нестійкий стан, а також зв'язок фільтраційних процесів з формуванням зсувів течії.Analysis of energetic and filtration properties of loess with technogenic loads helps determine depth interval and geological layers characterized by maximum development of deformation processes and suffusion ones. Mass stability evaluation technique shown in the paper helps predict a slope behaviour involving its discontinuity as a result of suffusion processes. Moment of a mass transition into unstable condition is estimated quantitatively as well dependence of filtration processe on stream landslides formation

Адміністративно-правовий захист прав споживачів косметологічних послуг

The purpose of the study is to define the concept and content of administrative and legal protection of the rights of consumers of cosmetological services, as well as to develop propositions to improve domestic legislation in this area. The violation of the rights of consumers of cosmetological services and cosmetic products has been analyzed. On this basis the author has concluded that there is no effective system of protection of their rights. The authors have formulated own definition of the term of “administrative and legal protection of the rights of consumers of cosmetological services”. It has been established that the object of administrative and legal protection is the violated rights and interests of consumers of cosmetological services. Elements of administrative and legal mechanism of the protection of the rights of consumers of cosmetological services have been singled out, which include administrative and legal norms, subjects endowed with relevant administrative powers in the field of protection of the rights of consumers of cosmetological services, means, measures and procedural actions aimed at restoring violated rights of cosmetological services’ consumers, as well as administrative liability. The authors have elaborated propositions for improving regulatory acts regulating the production and circulation of cosmetic products and regulating the provision of services in Ukraine. The expediency of making changes to the Handbook of Qualification Characteristics of Occupations of Employees, approved by the order of the Ministry of Health of Ukraine dated from March 29, 2002 No. 117, by providing the profession of cosmetologist and developing appropriate qualification requirements for this profession. It has been offered to update the industry standard of Ukraine GSTU 201-05-97 “Services of a Cosmetologist. General Technical Conditions” and State Sanitary Rules and Norms 2.2.9.027-99. In order to bring cosmetic products produced and used on the domestic market in accordance with the requirements of international standards, it has been offered to approve the draft Technical Regulations for cosmetic products, published by the Ministry of Health of Ukraine on the official website.Розглянуто питання адміністративно-правового захисту прав споживачів косметологічних послуг. Проаналізовано порушення прав споживачів косметологічних послуг та зроблено висновок про неефективність наявного механізму захисту їхніх прав. Сформульовано авторське визначення терміна «адміністративно-правовий захист прав споживачів косметологічних послуг». Визначено об’єкт адміністративно-правового захисту. Виокремлено елементи адміністративно-правового механізму захисту прав споживачів косметологічних послуг. Розроблено пропозиції щодо вдосконалення нормативно-правових актів, які регламентують виробництво й обіг косметичної продукції та регулюють ринок косметологічних послуг послуг в Україні

Assessment of environmental and technical risks in the process of mining on the basis of numerical simulation of geofiltration

Purpose. Substantiation of environmentally acceptable and technically safe operational mining schemes in the context of disturbed hydrogeological and geomechanical conditions by means of developing adapted filtrational model of the mine field. Methods. Numerical mathematical stimulation of geofiltrational processes in heterogeneous in terms of capacitivity and permeability rock massif involving surface-water and underground water dependency, leakage through partitioning poor water-permeable strata, as well as changes in boundary conditions and geofiltrational parameters in the context of time and space. Findings. Hydrodynamic model of the mine field has been identified with the help of imitating technogenic ground water dynamics formed during different periods of mine operation. Its reliability has been confirmed by the results of predicted solutions concerning estimation of inflow values within high-amplitude tectonic disturbance having high level of convergence with actual data while roadheading (up to 95%). The effect of mining operations as well as operation of mine water gathering pond on underground water dynamics of subsurface water-bearing formation which determines both environmental situation and water use, has been numerically estimated. Originality. Regularities of changes in filtrational parameters and capacity parameters in terms of time and space under the conditions of nonstationary geodynamics of rock massif have been specified. Elastic hydrodynamic disturbances with values of compressibility and permeability comparable to undisturbed poor water-permeable rock massif consisting of argillites, aleurites, and arenites have been determined for a zone of tectonic disturbance. Practical implications. The determined rules concerning formation of ground water dynamics of subsurface waterbearing system make it possible to differentiate natural components and technogenic components in the context of disturbance of hydrogeo-chemical composition of ground water used for water supply and specify parameters of water intake. High reliability of predicted solutions has helped substantiate and implement specific hydrogeomonitoring of crossdrift drawing through tectonic fault zone where amplitude is more than 300 m and prevent mine water inflows incidences at minimum costs.Мета. Обґрунтування екологічно прийнятих та технічно безпечних схем ведення гірничих робіт в порушених гідрогеологічних і геомеханічних умовах шляхом створення адаптованої фільтраційної моделі шахтного поля Методика. В якості методики дослідження для представленої роботи були використані аналітичні розрахунки. В статті на основі теорії пружності, стійкості і максимальної рівноваги розроблена і використана математична модель напружено-деформованого стану гірського масиву. Результати. Гідродинамічна модель шахтного поля ідентифікована шляхом імітації техногенного режиму підземних вод, що сформувався в різні періоди експлуатації шахти. Її достовірність підтверджена результатами прогноз- них рішень щодо оцінки величин водопритоків у зоні високоамплітудного тектонічного порушення, які мають високу збіжність з фактичними даними при проведенні гірничих виробок (до 95%). Кількісно встановлено вплив гірничих робіт і експлуатації ставка-накопичувача шахтних вод на режим підземних вод приповерхневого водоносного горизонту, що впливає на екологічну обстановку і водокористування. Наукова новизна. Встановлено закономірності зміни фільтраційних і ємнісних параметрів у часі й просторі в умовах нестаціонарної геодинаміки масиву гірських порід. Для порід зони тектонічного порушення виявлені гідродинамічні збурення пружного характеру з величинами пружноємності й проникності, порівняними з непорушеним слабопроникним масивом гірських порід з аргілітів, алевролітів, пісковиків. Практична значимість. Встановлені закономірності формування режиму під-земних вод приповерхневого водоносного комплексу дозволили диференціювати природну і техногенну складові в порушенні гідрогеохімічного складу підземних вод, які використовуються для водопостачання, а також визначити параметри водовідбору. Висока вірогідність прогнозних рішень дозволила обґрунтувати і застосувати спеціальний гідрогеомоніторінг проходження квершлагу через тектонічну зону скиду з амплітудою більше 300 м і попередити аварійну ситуацію з водопроявленнями при мінімальних витратах.Цель. Обоснование экологически приемлемых и технически безопасных схем ведения горных работ в нарушенных гидрогеологических и геомеханических условиях путем создания адаптированной фильтрационной модели шахтного поля. Методика. Численное математического моделирование процессов геофильтрации в гетерогенном по емкости и проницаемости горном массиве с учетом взаимосвязи подземных и поверхностных вод, перетекания через разделяющие слабопроницаемые слои, а также изменения граничных условий и геофильтрационных параметров во времени и пространстве. Результаты. Гидродинамическая модель шахтного поля идентифицирована путем имитации техногенного режима подземных вод, сформировавшегося в разные периоды эксплуатации шахты. Ее достоверность подтверждена результатами прогнозных решений по оценке величин водопритоков в зоне высокоамплитудного тектонического нарушения, которые имеют высокую сходимость с фактическими данными при проходке горных выработок (до 95%). Количественно установлено влияние горных работ и эксплуатации пруда-накопителя шахтных вод на режим подземных вод приповерхностного водоносного горизонта, определяющего экологическую обстановку и водопользование. Научная новизна. Установлены закономерности изменения фильтрационных и емкостных параметров во времени и пространстве в условиях нестационарной геодинамики массива горных пород. Для пород зоны тектонического нарушения выявлены гидродинамические возмущения упругого характера с величинами упруго- емкости и проницаемости, сопоставимыми с ненарушенным слабопроницаемым массивом горных пород из аргиллитов, алевролитов, песчаников. Практическая значимость. Установленные закономерности формирования режима подземных вод приповерхностного водоносного комплекса позволили дифференцировать природную и техногенную составляющие в нарушении гидрогеохимического состава подземных вод, используемых для водоснабжения, а также определить параметры водоотбора. Высокая достоверность прогнозных решений позволила обосновать и применить специальный гидрогеомониторинг прохождения квершлага через тектоническую зону сброса с амплитудой более 300 м и предупредить аварийную ситуацию с водопроявлениями при минимальных затратах.Исследования выполнены при финансовой поддержке компании ПАО “ДТЕК Павлоградуголь” и ПСП “Шахтоуправление Терновское”. Авторы благодарны компании за организацию и помощь в проведении гидродинамического и геомеханического мониторинга в горных выработках шахты

New fast-relaxed liquid crystal materials for optical communication networks

Recording the dynamic holograms with microsecond relaxation times under action of laser pulses was obtained in composites based on the novel class of liquid crystals (LC), namely in ionic metal-alkanoates. Holographic parameters of the recording and relaxation characteristics were studied for doped lyotropic ionic LC and sandwich-like cells with photo-sensitive impurities for purposes of real-time dynamic holography applications. The thin cells demonstrate high-velocity dynamic grating recording under laser pulses both of nanosecond and picosecond durations at the visible wavelengths. The cells exhibit a fast temperature relaxation time (with the time constant 30 μs for the store heat density more than 50 kJ/s). Ionic lyotropic smectic LCs possess a high intrinsic anisotropic conductivity as compared with other LCs – dielectrics. To explain the relaxation mechanisms in ionic smectic LC matrix, the temperature dependences of the electro-conductivity have been investigated. The charge currier mobility and activation energy in cells were estimated. The mechanism of high-velocity resonance nonlinearity due to the saturation of excited states in photosensitive centers and mechanisms of the grating erasure connected with charge transport in the ionic LC matrix were discussed

ДИНАМІКА ДЕФОРМАЦІЇ ЛЕСОВОГО МАСИВУ ВНАСЛІДОК ТЕХНОГЕННОГО НАВАНТАЖЕННЯ

За результатами аналізу енергетичних і фільтраційних властивостей техногенно навантаженого льосового масиву визначені інтервал глибин та геологічні шари, що характеризуються найбільш інтенсивним розвитком деформаційних та суфозійних процесів. Наведена кількісна оцінка моменту переходу масиву в нестійкий стан, а також зв'язок фільтраційних процесів з формуванням зсувів течії