Laboratory studies of a high-strength roof bolting by means of self-extending mixtures

Purpose is to analyze parameters of a new method to fasten roof bolts with the help of nonadhesive mixtures extending while hardening along with the development of high expansion pressures. Methods. The research, concerning forces applied while fastening roof bolts by means of self-extending mixtures, has been carried out under full-scale laboratory conditions using pressing-in method. Rock mass was simulated by means of concrete in plastic and metal forms, and steel pipes. The latter simulated ultimate rigidness conditions. Roof bolts were simulated by means of reinforcement steel fragments. In the context of the research, bolt diameters varied from 8 to 32 mm, and borehole diameters varied from 26 to 43 mm. Hydraulic 50-ton press was used for the tests. The testing results were applied to obtain regressive dependences of bolt fastening efforts in terms of different ratios between roof bolt diameter, borehole diameter, and incapsulation depth. Mine experiments concerning efforts to fasten Rockbolt System AG roof bolts of J64-27 type to strengthen chamber 1 of level 3 in Velychka mine were performed using a method of static bolt extraction. Hydraulic extraction device was equipped by ZEPWN CL 18T sensor and CL 162z-DW recorder. Findings. It has been proved experimentally that operation mechanism of the roof bolts, fastened by means of self-extending mixtures during hydration hardening, is close to the modern energy absorbing bolts. Bolt diameter-borehole diameter ratio range, when ultimate effort of bolt fastening by means of extending mixtures is achieved, has been determined. Functional connection between the efforts to fasten roof bolts, using extending mixtures, and diameters of borehole and the roof bolt has been identified as well as linear connection between incapsulation depth and bearing capacity of the roof bolt. Originality. A new concept to fasten roof bolts with the help of nonadhesive technique owing to their quazistatic compression between borehole walls, taking place as a result of hydration self-extension of mixtures which can achieve 30 – 50 MPa pressures under the conditions of zero deformations, has been developed. Regularities in the variation of efforts to fasten bolts, using the technique, depending upon roof bolt – fastening mixture – rock mass system geometry have been determined. Practical implications. The results can be used to calculate parameters of roof bolting with high bearing capacity under the conditions of large deformations. The proposed fastening method may be implemented in mine workings.Мета. Дослідження параметрів нового способу закріплення анкерних болтів неадгезійними сумішами, які при твердінні розширюються з розвитком високих тисків розширення. Методика. Дослідження зусилля закріплення анкерів сумішами, що саморозширюються, були проведені в лабораторних умовах у натуральному масштабі методом вдавлювання. Породний масив моделювався бетоном, залитим у пластикову та металеву опалубку, і сталевими трубами. Останні моделювали умови максимальної жорсткості. Анкерні болти імітувались відрізками арматурної сталі. В дослідженнях змінювали діаметр болтів від 8 до 32 мм, діаметр шпурів – від 26 до 43 мм. Тестування проводилося на гідравлічному 50-тонному пресі. Результати тестування були використані для отримання регресійних залежностей зусилля закріплення анкерів при різних співвідношеннях діаметру анкера та діаметру шпуру і глибині інкапсуляції. Шахтні польові дослідження зусилля закріплення анкерів Rockbolt System AG типу J64-27 при укріпленні камери 1 горизонту 3 ш. Величка (Польща) проводились методом статичного витягування болтів. Гідравлічний прилад для витягування було обладнано датчиком ZEPWN CL 18T і реєстратором CL 162z-DW. Результати. Експериментально доведено, що анкерні болти, закріплені сумішами, що саморозширюються при гідратаційному твердінні, мають механізм роботи, близький до сучасних енерго-абсорбуючих болтів. Визначено діапазон співвідношення діаметра анкеру до діаметра шпуру, в якому досягається максимальне зусилля закріплення болтів сумішами, що розширюються. Встановлено функціональний зв’язок між зусиллям закріплення анкерів сумішами, що розширюються, і діаметрами шпуру та анкера. Встановлено лінійний зв’язок між глибиною інкапсуляції й несучою здатністю анкера. Наукова новизна. Розвинута нова концепція закріплення анкерних болтів неадгезійним способом за рахунок квазістатичного затиснення їх між стінками шпуру, яке відбувається у результаті гідратаційного саморозширення сумішей, що здатні досягати тисків 30 – 50 МПа в умовах нульових деформацій. Встановлено закономірності змінення зусилля закріплення болтів наведеним способом від геометричних параметрів системи “анкер – закріплююча суміш – масив”. Практична значимість. Результати можуть використовуватися для розрахунку параметрів анкерного кріплення з високою несучою здатністю в умовах великих деформацій контуру виробки. Запропонований спосіб кріплення може бути реалізований у гірничих виробках шахт.Цель. Исследование параметров нового способа закрепления анкерных болтов неадгезионными смесями, которые при твердении расширяются с развитием высоких давлений расширения. Методика. Исследования усилия закрепления анкеров расширяющимися смесями были проведены в лабораторных условиях в натуральном масштабе методом вдавливания. Породный массив моделировался бетоном, залитым в пластиковую и металлическую опалубку, и стальными трубами. Последние моделировали условия максимальной жесткости. Анкерные болты имитировались отрезками арматурной стали. В исследованиях изменяли диаметр болтов от 8 до 32 мм, диаметр шпуров – от 26 до 43 мм. Тестирование проводилось на гидравлическом 50-тонном прессе Результаты тестирования были использованы для получения регрессионных зависимостей усилия закрепления анкеров при различных соотношениях диаметра анкера и диаметра шпура и глубине инкапсуляции. Шахтные полевые исследования усилия закрепления анкеров Rockbolt System AG типа J64-27 при укреплении камеры 1 горизонта 3 ш. Величка (Польша) проводились методом статического вытягивания болтов. Гидравлический прибор был оборудован датчиком ZEPWN CL 18T и регистратором CL 162z-DW. Результаты. Экспериментально доказано, что анкерные болты, закрепленные расширяющимися при гидратационном твердении смесями, имеют механизм работы, близкий к современным энерго-абсорбирующим болтам. Определен диапазон соотношения диаметра анкера к диаметру шпура, при котором достигается максимальное усилие закрепления болтов расширяющимися смесями. Установлена функциональная связь между усилием закрепления анкеров расширяющимися смесями и диаметрами шпура и анкера. Установлена линейная связь между глубиной инкапсуляции и несущей способностью анкера. Научная новизна. Развита новая концепция закрепления анкерных болтов неадгезионным способом за счет квазистатического зажатия их между стенками шпура, которое происходит в результате гидратационного саморасширения смесей, которые могут достигать давлений 30 – 50 МПа в условиях нулевых деформаций. Установлены закономерности изменения усилия закрепления болтов приведенным способом от геометрических параметров системы “анкер – закрепляющая смесь – массив”. Практическая значимость. Результаты могут использоваться для расчета параметров анкерного крепления с высокой несущей способностью в условиях больших деформаций контура выработки. Предложенный способ крепления может быть реализован в горных выработках шахт.The authors of the paper express appreciation to the employees of ZGRiW “AMC” Company, operating at the territory of Kopalnia Soli “Wieliczka”, for the research in-site support and materials provided

Дослiдження розв’язкiв дисперсiйних рiвнянь старшого порядку з φ-субгауссовими початковими умовами

In this paper, there are studied sample paths properties of stochastic processes representing solutions of higher-order dispersive equations with random initial conditions given by φ-sub-Gaussian harmonizable processes. The main results are the bounds for the rate of growth of such stochastic processes considered over unbounded domains. The class of φ-sub-Gaussian processes with φ(x) = |x|^α/α, 1 < α <= 2, is a natural generalization of Gaussian processes. For such initial conditions the bounds for the distribution of supremum of solutions can be calculated in rather simple form. The bounds for the rate of growth of solution to higher-order partial differential equations with random initial conditions in the case of general φ were obtained in [9], the derivation was based on the sults stated in [1]. Here we use another approach, which allows us, for the particular case φ(x) = |x|^α/α, α є (1, 2], to present the expressions for the bounds in the closed form. Pages of the article in the issue: 78 - 84 Language of the article: EnglishIn this paper, there are studied sample paths properties of stochastic processes representing solutions of higher-order dispersive equations with random initial conditions given by φ-sub-Gaussian harmonizable processes. The main results are the bounds for the rate of growth of such stochastic processes considered over unbounded domains. The class of φ-sub-Gaussian processes with φ(x) = |x|^α/α, 1 < α <= 2, is a natural generalization of Gaussian processes. For such initial conditions the bounds for the distribution of supremum of solutions can be calculated in rather simple form. The bounds for the rate of growth of solution to higher-order partial differential equations with random initial conditions in the case of general φ were obtained in [9], the derivation was based on the sults stated in [1]. Here we use another approach, which allows us, for the particular case φ(x) = |x|^α/α, α є (1, 2], to present the expressions for the bounds in the closed form

Local reinforcing of footing supported in the destroyed rock massif

Purpose. Justification of feasibility of non-explosive destruction of hard rock during in-seam workings based on the obtained dependences related to changes of physical and mechanical properties of non-explosive destructive mixtures (NDM) in the process of hydration in borehole charges causing crack growth in the near-hole area. Methods. Mine in-situ observations at gauge stations were used to determine dynamics of footing bulging. Photofixation method allowed to record discrete state of rocks in the footing during the repair works. The optimal layout for reinforcing the footing was developed in laboratory conditions on structural models by the analysis of longitudinal and transverse system deformations, and by studying the volume of rocks squeezed into the cavity simulating the working. Findings. It has been experimentally proved that the footing rocks have a block discrete structure at a distance of at least half the width of inelastic deformations zone. The empirical dependences are obtained, describing footing bulging and horizontal compaction of rocks under the influence of loading, as a result of the disturbance of the rocks equilibrium state by mining operations for consolidated and non-consolidated rocks. Originality. Formation of a consolidated zone in the form of a straight prism with the vertex of its base triangle facing footing allows to reduce compaction of rocks under the mine by 20%, the footing bulging by 41.8%, and to decrease the volumes of rocks deformed in the working cavity by 41.5%. Practical implications. The obtained results, with accuracy sufficient for practical application, can be used to develop new ways of ensuring stability of footing in cases when rocks have a high degree of destruction. The proposed scheme of local reinforcing, provided its parameters are theoretically justified, can be realized in mine workings with bulging to more than 500 mm. This will help slow the rate of footing deformations and improve the state of workings in difficult mining and geological conditions.Мета. Обґрунтування доцільності локального зміцнення порід підошви виробок, що підтримуються в зоні розрушених порід, виходячи із залежностей зміни горизонтального ущільнення порід підошви та їх підняття в порожнину виробок для різних схем локального зміцнення. Методика. Шахтними натурними спостереженнями на замірних станціях встановлено динаміку здимання підошви. Методом фотофіксації зафіксовано дискретний стан порід в підошві виробки під час ремонтних робіт. В лабораторних умовах на структурних моделях в результаті аналізу повздовжніх і поперечних деформацій системи та об’ємів порід, що були видавлені в порожнину, що імітує виробку, встановлено найкращу схему зміцнення порід підошви за наведених умов. Результати. Експериментально доведено, що породи підошви виробки на відстані не менше половини ширини зони непружних деформацій мають блочно-дискретну будову. Отримано емпіричні залежності підняття підошви й горизонтального ущільнення порід під впливом навантаження в результаті порушення рівноважного стану порід гірськими роботами для укріплених і неукріплених порід. Наукова новизна. Формування в підошві виробки, що підтримується у зруйнованому масиві, укріпленої зони в формі прямої призми з вершиною трикутника її основи, зверненою до підошви виробки, дозволяє на 20% знизити ущільнення порід під виробкою, знизити підняття порід підошви на 41.8%, скоротити об’єми порід, що деформуються в порожнину виробки, на 41.5%. Практична значимість. Отримані результати, з достатньою для практичного застосування точністю, можуть використовуватися для розробки нових способів забезпечення стійкості підошви виробок у випадках, коли породи мають великий ступінь руйнування. Запропонована схема локального зміцнення, за умови теоретичного обґрунтування її параметрів, може бути реалізована в гірничих виробках з підняттям підошви вище 500 мм. Це сприяє уповільненню швидкостей деформацій підошви і покращенню стану виробок в складних гірничо-геологічних умовах.Цель. Обоснование целесообразности локального укрепления пород почвы выработок, поддерживаемых в зоне разрушенных пород, исходя из зависимостей изменения горизонтального уплотнения пород почвы и их поднятия в полость выработок для различных схем локального укрепления. Методика. Шахтными натурными наблюдениями на замерных станциях установлена динамика пучения почвы. Методом фотофиксации отмечено дискретное состояние пород в почве выработки во время ремонтных работ. В лабораторных условиях на структурных моделях в результате анализа продольных и поперечных деформаций системы и объемов пород, которые были выдавлены в полость, имитирующую выработку, установлено лучшую схему укрепления пород почвы при описанных условиях. Результаты. Экспериментально доказано, что породы почвы выработки на расстоянии не менее половины ширины зоны неупругих деформаций имеют блочно-дискретную структуру. Получены эмпирические зависимости поднятия подошвы и горизонтального уплотнения пород под воздействием нагрузки в результате нарушения равновесного состояния пород горными работами для укрепленных и неукрепленных пород. Научная новизна. Формирование в почве выработки, поддерживаемой в разрушенном массиве, укрепленной зоны в форме прямой призмы с вершиной треугольника ее основания, обращенной к подошве выработки, позволяет на 20% снизить уплотнение пород под выработкой, уменьшить пучение пород почвы на 41.8%, сократить объемы, деформируемых в полость выработки пород, на 41.5%. Практическая значимость. Полученные результаты, с достаточной для практического применения точностью, могут использоваться для разработки новых способов обеспечения устойчивости почвы выработок в случаях, когда породы имеют большую степень разрушения. Предложенная схема локального укрепления, при условии теоретического обоснования ее параметров, может быть реализована в горных выработках с пучением более 500 мм. Это будет способствовать замедлению скоростей деформаций почвы и улучшению состояния выработок в сложных горно-геологических условиях.Автори роботи висловлюють вдячність співробітникам лабораторії дослідження анкерів AGH w Krakowie Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica за підтримку у проведенні досліджень на території академії

Властивостi розв’язкiв лiнiйного рiвняння KdV iз φ-субгауссовими початковими умовами

In this paper, there are studied sample paths properties of stochastic processes representing solutions (in L_2(Ω) sense) to the linear Korteweg–de Vries equation (called also the Airy equation) with random initial conditions given by φ-sub-Gaussian stationary processes. The main results are the bounds for the distributions of the suprema for such stochastic processes considered over bounded domains. Also, there are presented some examples to illustrate the results of the study. Pages of the article in the issue: 11 - 19 Language of the article: EnglishВажливий практичний аспект оцiнювання статистичних властивостей фiзичних систем спирається на ефективне представлення зв’язку мiж розв’язками рiвнянь з частинними похiдними та випадковими початковими умовами. У цiй роботi дослiджуються властивостi траєкторiй випадкових процесiв, що задають розв’язки (в L_2(Ω)) для рiвняння Айрi з φ-субгауссовими стацiонарними випадковими початковими умовами. Властивостi субгауссовостi та φ-субгауссовостi є важливими характеристиками випадкових процесiв, оскiльки вони дають можливiсть оцiнити рiзнi функцiонали вiд цих процесiв, i, зокрема, дослiдити поведiнку їх супремумiв. Основнi результати роботи – це оцiнки для розподiлiв супремумiв випадкових процесiв, що задають розв’язки для рiвняння Айрi, на обмежених множинах. Застосування отриманих результатiв проiлюстровано на прикладах у випадках гауссових початкових умов з рiзними допустимими функцiями та φ-субгауссових початкових умов з певними функцiями φ, зокрема φ(x) = exp{|x|} − |x| − 1, x \in R

Pre-sowing treatment of vetch hairy seeds, viсia villosa using ultraviolet irradiation

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Aiming to increase crop yield the antimicrobial/bacterial or fungicidal pre-sowing seed treatment received more attention in modern agronomy. Ultraviolet-C irradiation of pre-sowing seeds is an environmentally friendly method that became of great importance in recent years. It is, hereafter, being shown that, along with known antimicrobial use, there is additional important advantage of Ultraviolet-C irradiation of pre-sowing seeds. It was revealed that Ultraviolet-C radiation on Vetch Hairy seeds stimulates seeds germination and vigour. METHODS: Various doses of Ultraviolet-C irradiation of seeds were used. The main sowing qualities of seeds were determined: seed vigour and germination, as well as the content of photosynthetic pigments in plant leaves and the main parameters of the kinetic values of hydration – moisture and hydration rate. FINDINGS: It was found that ultraviolet-C radiation has a positive effect on sowing qualities and content of photosynthetic pigments in plant leaves of Vetch vary. The most effective dose of ultraviolet irradiation applied to vetch hairy seeds; vicia villosa was 1000 J/m2. At this dose the seed vigour increases by 23.6%, germination by 15.1%, the mass of germinated seeds by 17.3%, the content of a- and b-chlorophyll by 12.4%, and 17.5%, respectively, the carotenoid content increased by 13.9%. The parameters of seeds hydration kinetics such as moisture content and hydration rate were determined. It was revealed that the hydration rate of seeds increased significantly in the first 100-minute time range. Later in time the hydration rate progressively decreased, achieving a saturated moisture content after 700 minutes. Additionally, it was found that Ultraviolet-C irradiation decreases the imbibition damage. CONCLUSION: The results indicated that ultraviolet-C irradiation has a positive effect on sowing qualities of Vetch Hairy seeds, thus, could be proposed as a promising candidate for application in treatment pre-sowing agriculture seeds.Semenov, A.; Sakhno, T.; Hordieieva, O.; Sakhno, Y., (2021). Pre-sowing treatment of vetch hairy seeds, viсia villosa using ultraviolet irradiation. Global J. Environ. Sci. Manage., 7(4): 555-56

Lox-dependent gene expression in transgenic plants obtained via Agrobacterium-mediated transformation

Lox sites of the Cre/lox recombination system from bacteriophage P1 were analyzed for their ability to affect on transgene expression when inserted upstream from a gene coding sequence adjacent to the right border (RB) of T-DNA. Wild and mutated types of lox sites were tested for their effect upon bar gene expression in plants obtained via Agrobacterium-mediated and biolistic transformation methods. Lox-mediated expression of bar gene, recognized by resistance of transgenic plants to PPT, occurred only in plants obtained via Agrobacterium-mediated transformation. RT-PCR analysis confirms that PPT-resistant phenotype of transgenic plants obtained via Agrobacterium-mediated transformation was caused by activation of bar gene. The plasmid with promoterless gus gene together with the lox site adjacent to the RB was constructed and transferred to Nicotiana tabacum as well. Transgenic plants exhibited GUS activity and expression of gus gene was detected in plant leaves. Expression of bar gene from the vectors containing lox site near RB allowed recovery of numerous PPT-resistant transformants of such important crops as Beta vulgaris, Brassica napus, Lactuca sativa and Solanum tuberosum. Our results demonstrate that the lox site sequence adjacent to the RB can be used to control bar gene expression in transgenic plants.Проанализирована способность lox-сайтов Cre/lox системы рекомбинации бактериофага Р1 влиять на экспрессию трансгенов при расположении этой последовательности непосредственно возле правого бордера (RB) перед кодирующей последовательностью гена. Нативная и мутированная последовательность lox-сайта были размещены в векторах для трансформации возле гена bar и проведена генетическая трансформация растений с помощью агробактерии и биолистическим методом. Lox-опосредованная экспрессия гена bar, обусловливающая устойчивость растений к фосфинотрицину, наблюдалась только у растений, которые получены с помощью агробактериальной трансформации. Методом РТ-ПЦР анализа подтверждено, что в трансгенных растениях, устойчивых к фосфинотрицину, происходит транскрипция гена bar. Сконструирован вектор, в котором ген gus и предшествующий ему lox-сайт размещены вблизи правого бордера, и проведена трансформация табака этим вектором. Экспрессия гена gus задетектирована в листьях трансгенных растений. Векторы, у которых последовательность lox-сайта предшествует гену bar возле правого бордера (RB-lox-bar), успешно использованы для получения устойчивых к фосфинотрицину трансгенных растений таких видов, как Beta vulgaris, Brassica napus, Lactuca sativa и Solanum tuberosum. Наши результаты подтверждают возможность использования последовательности lox-сайта возле правого бордера для контроля экспрессии гена bar в трансгенных растениях

Microbiological examination of aerosols and sprays

Scientific relevance. Medicinal products formulated as aerosols and sprays are increasingly used in clinical practice, which makes the control of their quality, including microbiological testing, a highly topical issue. The current regulatory standards for microbiological testing of medicines provide little information on the quality control of metereddose aerosols. Proper microbiological sampling of these medicinal products can be difficult because of their primary packaging. The specialised analytical procedures set forth in international standards require verification and standardisation before use. Medicinal products in the form of sprays, despite being free from the disadvantages of aerosols, are more susceptible to the risk of microbial contamination.Aim. The study aimed to describe specific aspects of sampling, to analyse the results of microbiological testing of aerosols and sprays, and to study the spectrum of microbial contaminants in these dosage forms.Materials and methods. The authors retrospectively analysed the microbiological quality and sterility data for 181 batches of sprays, aerosols, and other inhalation dosage forms. The data were obtained at the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products of the Ministry of Health of Russia in 2020–2022. The Microbiology Laboratory tested the dosage forms according to the specifications provided by the manufacturers. The analysts used well-established testing procedures outlined in the current pharmacopoeias of the Russian Federation and the Eurasian Economic Union.Results. The microbial counts exceeded the acceptable limits in 2.8% of the batches tested. The authors identified the microbial species that contaminated the medicinal products found to be non-compliant with regulatory requirements. Most of the non-compliant sprays that contained benzalkonium chloride as an antibacterial preservative were contaminated with Burkholderia cepacia complex species.Conclusions. The authors consider it relevant to conduct research aiming at using the findings on potential contaminants to improve microbiological testing procedures for aerosols and sprays

The effect of structural-kinetic features of hologram formation on holographic properties of photopolymers

A thermodynamic model of the holographic recording process in photopolymers have been developed. By the example of photopolymerizing compositions PPC-488 containing oligoetheracrylates and neutral components (NC) we have explored dependencies of holographic characteristics of medium on NC concentration and thermodynamic properties of polymer-NC system. The thermodynamic affinity of the polymer forming during recording and NC was evaluated using the difference of their solubility parameters ∆δP,NC. We have determined the feasible range of variation for ∆δP,NC and optimal concentration of NC ( 0 opt N ) that ensure high-performance recording. It was ascertained that excess in NC concentration over the optimal value leads to the increase of photoinduced light scattering in the layer. The efficiency of scattering depends on the size of microphase enriched by NC. We have determined the size of microphase particles and its dependence on kinetic parameters of polymerization