Non-destructive testing of rock bolt fastening as an element of monitoring the state of mine workings

Purpose. To substantiate the informative parameter, to develop the method and equipment for non-destructive testing (NDT) of rock bolt fastening, as an element of geomechanical monitoring of the mine workings state. Methods. Analytical and bench experimental testing of shock-wave processes in the “rock bolt – bonding layer – rock massif” system. Findings. It has been established, that the non-destructive shock-wave method is the most satisfying for monitoring the geomechanical state of the “rock bolt – bonding layer – rock massif” system. This method is based on the registration and analysis of rock bolt oscillations, caused by non-normalized hit to the rock bolt end. It has been confirmed, that the most informative parameter is the relaxation time, that is the time over which the amplitude of oscillations decreases by “e” times. It has been shown, that clamping of the resin-grouted rock bolt in massif and its tensioning affects the relaxation time of damped oscillations. Furthermore, the relaxation time is inversely proportional to the degree of the rock bolt clamping, and is linked linearly with an increase in the rock bolt tensioning. The spectral composition of wedge shaped rock bolts self-oscillations, which are caused by impact excitation, depends both on the nature of clamping and on the rock bolt length, and makes it possible to identify the rock bolts by their length. Originality. The existence of a special type of damped longitudinal oscillations of the rock bolt in viscoelastic medium of the bonding layer has been established. The relaxation time of the specified type of oscillations was chosen as an informative parameter. An analytical link has been established between the informative parameter of shock-wave method of monitoring and the main indicators of rock bolt fastening quality: the degree of adhesion with massif and tension value. Practical implications. The method has been improved and equipment has been developed for non-destructive testing of rock bolt fastening, which makes it possible to control in-situ the rock bolt fastening quality, including the geomechanical state monitoring of mine workings.Мета. Обґрунтування інформативного параметра, розробка способу та апаратури неруйнівного контролю анкерного кріплення як елементів геомеханічного моніторингу стану гірничих виробок. Методика. Аналітичні та стендові експериментальні дослідження ударно-хвильових процесів в системі “анкер – закріплюючий шар – масив гірських порід”, апробація розробки в умовах шахт і підземних об’єктів цивільного та промислового призначення. Результати. Встановлено, що вимогам оперативності контролю з можливістю моніторингу геомеханічного стану системи “анкер – закріплюючий шар – масив” найбільш задовольняє ударно-хвильовий метод неруйнівного контролю, що реалізується шляхом нанесення ненормованого удару в торець анкера з реєстрацією та аналізом його коливань, при цьому найбільш інформативним та таким, що задовольняє ергономіці контролю, є параметр – час релаксації, за який амплітуда коливань зменшується в “е” разів. Показано, що ступінь защемлення сталеполімерного анкера в масиві та його натяг однозначно впливають на час релаксації затухаючого коливального процесу в системі “анкер – закріплюючий шар – масив”, при цьому зв’язок параметра з защемленням описується обернено пропорційною, а зв’язок з натягом анкера – лінійною залежністю. При ударному збудженні спектральний склад власних коливань клиновидних анкерів залежить як від характеру защемлення, так і від довжини анкера, що дозволяє при контролі виробок ідентифікувати анкери за їх довжиною. Наукова новизна. Встановлено існування особливого виду затухаючих поздовжніх коливань анкера в пружно-в’язкому середовищі закріплюючого шару. Як інформативний параметр вибрано час релаксації вказаного виду коливань, що в ергономічному діапазоні практично не залежить від сили збуджуючого удару. Встановлено аналітичний зв’язок між інформативним параметром ударно-хвильового методу контролю системи “анкер – закріплюючий шар – масив” і основними показниками якості металополімерного анкерного кріплення гірничих виробок: ступенем зчеплення з масивом та величиною натягу. Практична значимість. Вдосконалено метод і розроблено апаратуру неруйнівного контролю анкерного кріплення, які дозволяють оперативно у режимі моніторингу оцінювати якість закріплення анкера в масиві та його навантаження в умовах гірничих виробок діючого виробництва, зокрема, і у режимі системного геомеханічного моніторингу стану підземних виробок.Цель. Обоснование информативного параметра, разработка способа и аппаратуры неразрушающего контроля анкерного крепления как элементов геомеханического мониторинга состояния горных выработок. Методика. Аналитические и стендовые экспериментальные исследования ударно-волновых процессов в системе “анкер – закрепляющий слой – массив горных пород”, апробация разработки в условиях шахт и подземных объектов гражданского и промышленного назначения. Результаты. Установлено, что требованиям оперативности контроля с возможностью мониторинга геомеханического состояния системы “анкер – закрепляющий слой – массив” наиболее удовлетворяет ударно-волновой метод неразрушающего контроля, который реализуется путем нанесения ненормированного удара в торец анкера с регистрацией и анализом его колебаний, при этом наиболее информативным и таким, что удовлетворяет эргономике контроля, является параметр – время релаксации, за которое амплитуда колебаний уменьшается в “е” раз. Показано, что степень защемления сталеполимерного анкера в массиве и его натяжение однозначно влияют на время релаксации затухающего колебательного процесса в системе “анкер – закрепляющий слой – массив”, при этом связь параметра с защемлением описывается обратно пропорциональной, а связь с натяжением анкера – линейной зависимостью. При ударном возбуждении спектральный состав собственных колебаний клиновидных анкеров зависит как от характера защемление, так и от длины анкера, позволяет при контроле выработок идентифицировать анкеры по их длине. Научная новизна. Установлено существование особого вида затухающих продольных колебаний анкера в упруго-вязкой среде закрепляющего слоя. В качестве информативного параметра выбрано время релаксации указанного вида колебаний, которое в эргономичном диапазоне практически не зависит от силы возбуждающего удара. Установлена аналитическая связь между информативным параметром ударно-волнового метода контроля системы “анкер – закрепляющий слой – массив” и основными показателями качества металлополимерного анкерного крепления горных выработок: степенью сцепления с массивом и величиной натяжения. Практическая значимость. Усовершенствован метод и разработана аппаратура неразрушающего контроля анкерного крепления, которые позволяют оперативно в режиме мониторинга оценивать качество закрепления анкера в массиве и его нагружение в условиях горных выработок действующего производства, в том числе и в режиме системного геомеханического мониторинга состояния подземных выработок.The work results are part of the “Theories and me-thods development for geotechnical systems state ma-nagement to ensure mines performance intensification” research under National Academy of Sciences of Ukraine funding program

Доведення регіоселективності перебігу циклізації 1-етил-3-[4-6,7,8,9-тетрагідро-5Н-[1,2,4]триазоло[4,3-а]азепін-3-іл)феніл]тіосечовини з α-бромкетоном

An important step in creation of potential drugs is to confirm the structure of the compounds synthesized. This requires the use of modern physical and physico-chemical methods of research. Nowadays a promising scientific direction for searching biologically active substances is the study of 2-R-imino-1,3-thiazoline derivatives.Aim. To study regioselectivity of the cyclization reaction of 1-ethyl-3-[4-(6,7,8,9-tetrahydro-5Н-[1,2,4]triazolo[4,3-а]azepin-3-yl)phenyl]thiourea with 2-bromo-1-phenylethanone. Results. The true structure of the interaction product was determined by the methods of 1H NMR spectroscopy and X-ray analysis. Quantum chemical calculations of the electronic structure, geometry and thermodynamic parameters of the initial thiourea three tautomers were given. Activating energy of tautomer 1A belower than 1B one, the state of 1B has modest lower relative energy, consequently tautomer 1A is more credible state. Thus, the conclusion can be made that the reaction will proceed by 1-1A-3A.Experimental part. Quantum chemical calculations of the electronic structure, geometry and thermodynamic parameters of the initial thiourea three tautomers were determined by the density functional theory (DFT) methods using the GAUSSIAN W09 computer program. The effect of the solvent was considered within the framework of polarized continuum model (PCM). Conclusions. Based on the physico-chemical studies and quantum chemical calculations of the reaction cyclization direction the conclusion has been made that the cyclization reaction of 1-ethyl-3-[4-(6,7,8,9-tetrahydro-5H-[1,2,4]triazolo[4,3-а]azepin-3-yl)phenyl]thiourea 1 with 2-bromo-1-phenylethanone 2 is regioselective, and it leads to formation of more thermodynamically advantageous (stable) isomer 3A. Важным этапом создания потенциальных лекарственных средств является подтверждение структуры синтезированных соединений, что требует использования современных физических и физико-химических методов исследования. На сегодня перспективным научным направлением в плане поиска биологически активных веществ является исследование в ряду производных 2-R-имино-1,3-тиазолина.Целью работы является изучение региоселективности реакции циклизации 1-этил-3-[4-(6,7,8,9-тетрагидро-5Н-[1,2,4]триазоло[4,3-а]азепин-3-ил)фенил]тиомочевины с 2-бром-1-фенилэтаноном.Результаты и их обсуждение. Установление истинного строения продукта взаимодействия осуществлено с помощью методов 1Н ЯМР-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Приведены квантово-химические расчеты электронной структуры, геометрии и термодинамических параметров трех таутомеров исходной тиомочевины. Энергия активации таутомера 1А несколько ниже, состояние 1В имеет незначительно меньшую относительную энергию, следовательно, таутомер 1А является более вероятным. Таким образом, мы можем сделать вывод, что реакция пойдет по пути 1-1А-3А.Экспериментальная часть. Квантово-химические расчеты электронной структуры, геометрии и термодинамических параметров трех таутомеров исходной тиомочевины вычислены методами теории функционала плотности (DFT) с использованием компьютерной программы GAUSSIAN 09W. Учет влияния растворителя осуществлялся в рамках модели поляризуемого континуума (PCM).Выводы. На основе проведенных физико-химических исследований и квантово-химических расчетов направления прохождения реакции конденсации 1-этил-3-[4-6,7,8,9-тетрагидро-5Н-[1,2,4]триазоло[4,3-а]азепин-3-ил)фенил]тиомочевины с 2-бромо-1-фенилэтаноном сделан вывод о ее региоселективности с образованием более термодинамически выгодного изомера 3А.Важливим етапом створення потенційних лікарських засобів є підтвердження структури синтезованих сполук, що потребує використання сучасних фізичних та фізико-хімічних методів дослідження. На сьогодні перспективним науковим напрямком при пошуку біологічно активних речовин є дослідження в ряду похідних 2-R-іміно-1,3-тіазоліну.Метою роботи є вивчення регіоселективності реакції циклізації 1-етил-3-[4-(6,7,8,9-тетрагідро-5Н-[1,2,4]триазоло[4,3-а]азепін-3-іл)феніл]тіосечовини з 2-бромо-1-фенілетаноном. Результати та їх обговорення. Встановлення істинної будови продукту взаємодії здійснено за допомогою методів 1Н ЯМР-спектроскопії та рентгеноструктурного аналізу. Наведені квантово-хімічні розрахунки електронної структури, геометрії і термодинамічних параметрів трьох таутомерів вихідної тіосечовини. Енергія активації таутомеру 1А дещо нижча, стан 1В має незначно нижчу відносну енергію, отже, таутомер 1А є більш ймовірним. Таким чином, ми можемо зробити висновок, що реакція перебігатиме шляхом 1-1А-3А.Експериментальна частина. Квантово-хімічні розрахунки електронної структури, геометрії і термодинамічних параметрів трьох таутомерів вихідної тіосечовини обчислені методами теорії функціоналу густини (DFT) з використанням комп’ютерної програми GAUSSIAN 09W. Облік впливу розчинника здійснювався в рамках моделі континууму, що поляризується (PCM). Висновки. На основі проведених фізико-хімічних досліджень і квантово-хімічних розрахунків напрямку проходження реакції конденсації 1-етил-3-[4-6,7,8,9-тетрагідро-5Н-[1,2,4]триазоло[4,3-а]азепін-3-іл)феніл]тіосечовини з 2-бромо-1-фенілетаноном зроблений висновок про її регіоселективність з утворенням більш термодинамічно вигідного ізомеру 3А.

Дослідження міжнародного досвіду з організації професійної орієнтації та підготовки молоді до працевлаштування

Aim. To study the experience of organizing professional orientation and training of youth for employment in Europe.Methods. The analysis of normative documents, official websites of governmental organizations, scientific literature. Results. Globally, professional orientation and job placement are considered as an integral part of a single complex for the career development of a person to provide the effective employment of the population. In the UK, France, and Germany there is an extensive system of state organizations subordinated to the Ministries of Education and Labor that conduct professional orientation of youth, provide advanced training and employment of the working-age population throughout the life. According to the results of studying the international experience it has been found that the secondary schools and high schools play the main role in providing the primary knowledge about different professions, while professional orientation centers, various Internet resources, nonprofit organizations, as well as employers assist them.Conclusions. It has been found that state organizations play a leading role in professional orientation of young people, training and employment of the working population throughout life; the expedience of adaption of the experience in conducting career-oriented activities in European countries to cultural traditions and economic conditions in Ukraine has been proven. Цель: изучение опыта организации проведения профессиональной ориентации и подготовки молодежи к трудоустройству в странах Европы.Методы. Анализ нормативных документов, официальных сайтов государственных организаций, научной литературы. Результаты исследований. На мировом уровне профессиональная ориентация и трудоустройство рассматриваются как составные части единого комплекса по развитию карьеры человека для обеспечения эффективной трудовой занятости населения. В Великобритании, Франции, Германии созданы разветвленные системы государственных учреждений, подчиненных министерствам образования и труда, которые обеспечивают профессиональную ориентацию молодежи, заботятся о повышении квалификации и трудоустройстве трудоспособного населения в течение всей жизни. По результатам изучения международного опыта установлено, что главную роль в предоставлении первичных знаний о разных профессиях играет средняя и старшая школы с участием центров профессиональной ориентации, различных Интернет-ресурсов, общественных организаций, работодателей.Выводы. Установлено, что ведущую роль в профессиональной ориентации молодежи, повышении квалификации и трудоустройстве трудоспособного населения в течение всей жизни играют государственные организации; доказана целесообразность адаптации опыта проведения профориентационной деятельности в странах Европы к культурным традициям и экономическим условиям Украины. Мета: вивчення досвіду організації проведення професійної орієнтації та підготовки молоді до працевлаштування в країнах Європи.Методи. Аналіз нормативних документів, офіційних сайтів державних організацій, наукової літератури.Результати дослідження. На світовому рівні професійна орієнтація та працевлаштування розглядаються як складові частини єдиного комплексу з розвитку кар’єри людини для забезпечення ефективної трудової зайнятості населення. У Великій Британії, Франції, Німеччині створені розгалужені системи державних установ, які підпорядковані міністерствам освіти та праці і забезпечують професійну орієнтацію молоді, опікуються підвищенням кваліфікації та працевлаштуванням працездатного населення протягом усього життя. За результатами вивчення міжнародного досвіду встановлено, що головну роль у наданні первинних знань про різні професії відіграє середня та старша школи за участю центрів професійної орієнтації, різноманітних Інтернет-ресурсів, громадських організацій, роботодавців. Висновки. Встановлено, що провідну роль у професійній орієнтації молоді, підвищенні кваліфікації та працевлаштуванні працездатного населення протягом усього життя відіграють державні організації; доведено доцільність адаптації досвіду проведення профорієнтаційної діяльності в країнах Європи до культурних традицій і економічних умов України