Освещена сложная горнотехническая проблема - отработка пластов с высыпающими углями. Рассмотрены особенности разработки пластов на шахтах Центрального района Донбасса, определены горнотехнические условия разработки крутопадающих пластов. Предложен методический подход к разработке безопасной технологии отработки пластов, опасных и склонных к внезапным обрушениям угля.

Даны основные сведения о выбросах угля и породы в шахтах Донбасса, происшедших за 100 лет вследствие воздействия на угольный забой отбойными молотками, комбайнами, стругами, конвейеростругами, проведения взрывных работ. Приведена информация о выбросах песчаников.

Приблизно оцінено енергетичні й економічні переваги застосування на шахтах Донбасу теплонасосних систем утилізації теплоти викидних вентиляційних потоків. Зіставлено ефективність запропонованої системи з традиційними варіантами нагріву й охолодження повітря, яке подається в шахту. Визначено раціональне співвідношення теплової потужності калориферної установки та теплового насосу.

Розглянуто питання прогнозування викидонебезпечності вуглепородного масиву в шахтах на основі використання геолого-геофізичних даних. Досліджено й обгрунтовано петрофізичні взаємозв'язки показників викидонебезпечності та геофізичних параметрів вугільних пластів. Встановлено, що всі параметри стандартного комплексу каротажу розвідувальних свердловин інформативні, їх можна використовувати для оцінки викидонебезпечності в багатомірних петрофізичних моделях, що розраховуються за допомогою сучасних методів регресійного аналізу або класифікації, реалізованих комп'ютерними програмами вітчизняного і зарубіжного виробництва. Розроблено нетрадиційну технологію прогнозу викидонебезпечності вуглепородного масиву, що об'єднує всі види прогнозу на шахті за допомогою геоінформаційних систем у режимі відкритого моніторингу.

Розроблено метод контролю параметрів газових викидів (ГВ) промислових вибухів на підставі дослідження процесу утворення та поширення ГВ від дії вибухових речовин (ВР) для оцінки загазованості атмосфери кар'єру. На підставі дослідження даного процесу у кар'єрах та умов визначення параметрів ГВ виявлено критерії вимірювання об'єму сформованих ГВ, а також концентрації діоксиду азоту. Для встановлення даних величин розроблено дистанційний метод контролю параметрів газових викидів промислових вибухів у кар'єрі. На основі розробленого методу визначено рівень загазованості атмосфери кар'єру ГВ від промислових вибухів ВР та одержано залежності, що визначають вплив способу закладання зарядів на параметри та динаміку поширення газових викидів у кар'єрі (вздовж борту кар'єру та на робочих місцях площадок уступів).

Дисертацію присвячено встановленню природи структурних перетворень вуглевмісних пісковиків Донбасу та прогнозу їх викидонебезпечності. Доведено, що у зернах кварцу та пісковику, що містить вугілля, під впливом термобаричних умов формується система площин ковзання та кристалоподібні тіла, які в рамках кожного ієрархічного рівня мають сумірні розміри. Виявлено сутурні та стилолітові мікродеформації, губчату структуру в зернах кварцу пісковиків Донбасу. Запроповано нові та вдосконалено існуючі показники викидонебезпечності порід. Розроблено метод встановлення межі викидонебезпечності порід та ступеня катагенезу. Вирішено важливу прикладну проблему комплексного прогнозу викидонебезпечності пісковиків Донбасу на основі геологічних і гірничотехнічних даних.

Для повышения эффективности профилактических мероприятий по борьбе с внезапными выбросами угля и газа, взрывами метана в шахтах Институтом геотехнической механики НАН Украины разработаны способ и устройство гидроимпульсного воздействия на угольные пласты, обеспечивающие их качественное проведение. Цель работы - установить характер изменения динамических характеристик устройства для гидроимпульсного воздействия на угольные пласты (УГИВ) и кавитационного генератора упругих колебаний давления жидкости (КГ), провести их сравнительный анализ. Методика базируется на экспериментально установленных зависимостях частоты и величины импульсов давления жидкости от значения подпора в диапазоне его изменения от 1 до 12 МПа, позволяющих определить характер изменения динамических характеристик КГ и УГИВ, и выполнить их сопоставление. Приведены экспериментальные динамические характеристики КГ и УГИВ, установлен характер их изменения. Впервые обосновано снижение уровня пульсаций давления УГИВ по сравнению с уровнем, генерируемым КГ, установлена природа существования резонансов на амплитудно-частотной характеристике трубопровода-имитатора скважины.

Запропоновано використання методу молекулярної динаміки у поєднанні з напівемпіричними методами квантової хімії для комп'ютерного моделювання процесу горіння метану та вуглецю в повітрі. Досліджено процес зміни швидкості реакції окиснення кластерів вуглецю, модифікованих домішками солей простих металів та оксидів перехідних металів.

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов разрушения при механическом воздействии. Проанализирована роль газового фактора в формировании и развитии выбросов угля и газа. Приведен краткий обзор основных механизмов процесса выброса. Предложена новая физико-химическая модель формирования выбросоопасного состояния в углях и развития выброса. Проведено математическое моделирование фильтрации газа в пористой среде и представлена физико-математическая модель выброса угля и газа с учетом закономерностей механохимических процессов. Изложено предположение о деструктивной роли электрических полей и влиянии их напряженности на снижение физико-химической устойчивости угля.

Обобщены результаты многолетних комплексных аналитических, шахтных, экспериментальных и лабораторных исследований естественной влажности горных пород угленосной толщи Донбасса. Рассмотрена ее роль в формировании водогазонасыщенности углепородного массива. Показано влияние воды, содержащейся в песчаниках, на их потенциальную газоносность и выбросоопасность. Предложена модель формирования газовых залежей в породном массиве как результат взаимного влияния и взаимодействия отдельных фаз на основе теории трещиновато-пористых сред. Приведены примеры прогноза выбросоопасности горных пород Донбасса на основе оценки их естественной влажности.

Purpose. In client information, string outliers need to be detected and cleaned. At present, many outlier detection algorithms only focus on the semantics of data, and ignore the structure, so it is difficult to ensure the accuracy of outlier detection. In order to address this issue, outlier detection method based on similarity distance is suggested in this paper. Methodology. We formulated the similarity calculation model of string data by combining with semantic and structure factors. According to the outlier detection theory in data cleansing, one-dimensional string data were projected to two-dimensional space and string outlier data were detected by using a new similarity measurement mechanism in the two-dimensional space. Findings. We first got the word frequency of string data by using the matrix calculation. Then the semantic similarity and structure similarity were calculated by using word frequency. After the string data mapping from one-dimensional to two-dimensional space, we obtained the outlier data by using the similarity distance. Originality. We made a study of string outlier detection in data cleansing. Firstly, we formulated the similarity calculation model by considering the semantic factor and structure factor. Secondly, by constructing the similarity cell to project the string data, we fulfilled the similarity distance measurement in the similarity cell. Practical value. The method can be used to clean the outlier string data in client information for any enterprise so that to ensure the data quality of client information, and reduce the costs of data maintenance. Extensive simulation experiments have been conducted to prove the feasibility and rationality of this method. The results showed that this method allows improving the accuracy of string outlier detection.

С учетом структурно-химических свойств углей предложена новая рабочая гипотеза относительно проявления внезапных выбросов угля и газа с глубиной, согласно которой на глубинах Н = 800 - 1600 м потенциальная выбросоопасность углей низкой и средней стадий метаморфизма будет оставаться высокой, и прекращение выбросов не исключено.

Розглянуто та проаналізовано стан і проблеми вилучення та подальшої утилізації метану вугільних родовищ України включаючи підконтрольні владі шахти Донбасу. Вугільні поклади практично всіх шахт України є метаноносними. Метан безперервно виділяється у шахтний простір природним шляхом, багато шахт є небезпечними за раптовими викидами великих обсягів метану, розробка вугільного пласту інтенсифікує вивільнення метану. Метан з шахтним повітрям у певних концентраціях утворює пожежо- або вибухонебезпечну суміш, не маючи ні кольору, ні запаху його наявність може бути виявлена тільки спеціальними приладами. Не поодинокі випадки вибухів та пожеж у шахтах, що призводять до загибелі шахтарів. Не будучи самим по собі токсичним газом, тим не менш метан "розбавляє" шахтне повітря, зменшуючи концентрацію в ньому кисню, що негативно впливає на умови праці підземного персоналу шахти. Зважаючи на це, дегазація шахт є нагальною проблеми для вуглевидобувної галузі. Дегазація може провадитися попередньо шляхом буріння свердловин у вугільні пласти (з поверхні або ствола шахти) та провітрювання (вентиляції). Але викид метану системами дегазації безпосередньо в земну атмосферу наносить шкоду довкіллю, тому що метан є парниковим газом, активність якого в 21 - 25 разів вища, ніж у такого найпоширенішого парникового газу як діоксид вуглецю (вуглекислий газ). Тому другою актуальною проблемою є утилізація вилученого метану. До того ж метан є цінним висококалорійним енергоресурсом, більш екологічно чистим, ніж вугілля та нафтопродукти. Проаналізовано потенційні запаси та розподіл його обсягів у вугільних масивах, проаналізовано ступені дегазації та утилізації метану в Україні, наведено прогнозні обсяги виділення метану з шахт на підконтрольній українській владі території. Визначено можливу прийнятність різних методів використання метану в залежності від таких факторів, як дебіт, концентрація, віддаленість споживача тощо. Як висновок витікає, що в умовах дефіциту власних запасів природного газу в надрах України і залежності держави від імпортних поставок палива, метан вугільних родовищ повинен зайняти належне місце в формуванні національного паливно-енергетичного балансу.

Розглянуто та проаналізовано стан і проблеми вилучення та подальшої утилізації метану вугільних родовищ України включаючи підконтрольні владі шахти Донбасу. Вугільні поклади практично всіх шахт України є метаноносними. Метан безперервно виділяється у шахтний простір природним шляхом, багато шахт є небезпечними за раптовими викидами великих обсягів метану, розробка вугільного пласту інтенсифікує вивільнення метану. Метан з шахтним повітрям у певних концентраціях утворює пожежо- або вибухонебезпечну суміш, не маючи ні кольору, ні запаху його наявність може бути виявлена тільки спеціальними приладами. Не поодинокі випадки вибухів та пожеж у шахтах, що призводять до загибелі шахтарів. Не будучи самим по собі токсичним газом, тим не менш метан "розбавляє" шахтне повітря, зменшуючи концентрацію в ньому кисню, що негативно впливає на умови праці підземного персоналу шахти. Зважаючи на це, дегазація шахт є нагальною проблеми для вуглевидобувної галузі. Дегазація може провадитися попередньо шляхом буріння свердловин у вугільні пласти (з поверхні або ствола шахти) та провітрювання (вентиляції). Але викид метану системами дегазації безпосередньо в земну атмосферу наносить шкоду довкіллю, тому що метан є парниковим газом, активність якого в 21 - 25 разів вища, ніж у такого найпоширенішого парникового газу як діоксид вуглецю (вуглекислий газ). Тому другою актуальною проблемою є утилізація вилученого метану. До того ж метан є цінним висококалорійним енергоресурсом, більш екологічно чистим, ніж вугілля та нафтопродукти. Проаналізовано потенційні запаси та розподіл його обсягів у вугільних масивах, проаналізовано ступені дегазації та утилізації метану в Україні, наведено прогнозні обсяги виділення метану з шахт на підконтрольній українській владі території. Визначено можливу прийнятність різних методів використання метану в залежності від таких факторів, як дебіт, концентрація, віддаленість споживача тощо. Як висновок витікає, що в умовах дефіциту власних запасів природного газу в надрах України і залежності держави від імпортних поставок палива, метан вугільних родовищ повинен зайняти належне місце в формуванні національного паливно-енергетичного балансу.

Установлено закономірності фільтраційного процесу метану у вугільному пласті, що вміщує порушену зону, насичену вільним та адсорбованим метаном з урахуванням міжмолекулярних взаємодій в системі "метан - вугілля" у взаємозв'язку з конформаційними перебудовами в мікроструктурі вугілля і з енергією активації розвитку десорбційних процесів у вугіллі при переміщенні очисного вибою поблизу зон геологічних порушень, реалізація яких дала змогу розробити способи безпечного ведення гірничих робіт у зонах геологічних порушень, схильних до раптових виділень метану в забій виробки, що дало змогу підвищити безпеку ведення гірничих робіт. Результати досліджень ввійшли до "Рекомендацій по прогнозу небезпеки імпульсних загазувань гірничих виробок при відході очисного вибою від зони геологічного порушення", "Рекомендацій по запобіганню імпульсних загазувань гірничих виробок при відході очисного вибою від зони геологічного порушення" та передані для використання до шахтного управління "Покровське".