El Instituto de Física de Procesos Mineros de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania es una de las principales organizaciones de investigación en Ucrania, especializada en investigación fundamental en el campo de la física del carbón y los procesos mineros. Desde su fundación y hasta 2012, el instituto estuvo dirigido por Anatoly Dmitrievich Alekseev , miembro correspondiente de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania, académico de la ASNU y de la Academia Rusa de Ciencias Naturales , profesor, doctor en ciencias técnicas.
El Instituto de Física de Procesos Mineros de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania se estableció en 2002 de conformidad con el Decreto No. 105 del Presidium de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania a través de la reorganización del Departamento de Problemas Físicos y Técnicos de Minería. del DonFTI nombrado después. A. A. Galkina NAS de Ucrania .
Los cimientos de la IFGP fueron puestos por el académico de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania A. A. Galkin , fundador del Instituto de Física y Tecnología de Donetsk de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania.
Inicialmente, por iniciativa del académico A. A. Galkin, en 1967 , se estableció en Donfty el Laboratorio de Física de Superalta Presión para realizar investigaciones fundamentales y aplicadas sobre las necesidades de la industria del carbón en la región . Con la expansión de la temática y el número de investigadores calificados, el laboratorio en 1976 se transformó en el Departamento de Física de Rocas . El departamento participó en la implementación del programa estatal "Crear nuevas tecnologías, materiales y productos basados en sistemas dispersos naturales"; Programa científico y técnico republicano "Complejo energético"; Programas científicos y técnicos regionales "Donbass", "Carbón", "Metal", "Ingeniería".
En 1987, se creó un laboratorio de investigación industrial de doble subordinación en el departamento: la Academia Nacional de Ciencias y el Ministerio de la Industria del Carbón de Ucrania . Esto permitió al departamento cooperar más estrechamente con las empresas y organizaciones de carbón de la región de Donetsk en la creación de métodos y medios prometedores para administrar el estado de la cordillera a fin de garantizar una extracción de carbón segura y eficiente.
En 1992, el departamento y el laboratorio por decisión conjunta del Presidium de la Academia Nacional de Ciencias y el Ministerio de la Industria del Carbón se transformaron en el Departamento de Problemas Físicos y Técnicos Mineros, y en 1996, por decisión del Presidium de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania, el Departamento recibió el estatus de entidad legal.
Desde 2002, el Instituto de Física de Procesos Mineros ha estado operando como una unidad estructural independiente de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania en áreas científicas tales como la física de procesos mineros a grandes profundidades, la creación de métodos para gestionar activamente el estado de un macizo rocoso, el desarrollo de una tecnología fisicoquímica para transferir vetas de carbón a un estado inseguro de explosión, y el desarrollo de métodos de pronóstico del estado de la cordillera y la superficie terrestre durante la inundación de las minas de carbón .
El Instituto de Física de Procesos Mineros es hoy el organismo científico líder del país y del mundo en el problema de la “Física del carbón y procesos mineros a grandes profundidades”.
A lo largo de los años, científicos de renombre trabajaron en el instituto (y algunos todavía trabajan): Miembro correspondiente de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, Profesor, Trabajador Honorario de Ciencia y Tecnología de Ucrania, Laureado de el Premio Estatal de Ciencias, Miembro de la Sociedad Física Tsymbal L.T.; d.t. Sc., Prof., Académico de la ASNU , Laureado del Premio Estatal en el campo de la ciencia, Minero de Honor de Ucrania, Rescatador de Minas de Honor, Caballero de la insignia de oro "Minero de Rusia" Próximamente B. A.; d.t.s., prof. Gavrilenko Yu.G.; Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, miembro de la Sociedad Ucraniana de Física , miembro de la Academia de Ciencias de Nueva York de los EE.UU. Gokhfeld V. G.; d.t. N., Prof. Grebenkin S. S.; d.t. Sc., prof., Honorable Minero de Ucrania Grinev V. G.; d.t. N., Prof. Minero de Honor de Ucrania Ilyushenko VG; Doctor en Ciencias Técnicas, Prof., Laureado del Premio Estatal Ilyashev N.A.; d.t. N., Prof. Krenida Yu.F.; d.t. Sc., prof., miembro de la Oficina Internacional de Física Térmica Minera , Laureado del Premio Skochinsky, galardonado con dos medallas de plata y una de bronce de VDNKh de la URSS Kuzin V. A.; d.t. n., prof., acad. ASNU, miembro de la Academia Internacional de Ciencias de Ecología y Seguridad Humana Mayevsky V. S.; d.t. Sc., Prof., Trabajador de Honor de Ciencia y Tecnología de Ucrania Pashkovsky PS; d.t. N., Prof. Antipov IV; d.t. norte. Pitalenko E. I.
Desde 2015, el Instituto de Física de Procesos Mineros de la DPR está encabezado por el Director: Dr. Tech. Sci., profesor, ganador del Premio Estatal en el campo de la ciencia y la tecnología Starikov, Gennady Petrovich .
El Instituto de Física de Procesos Mineros de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania (evacuado a Dnipro) en 2018 estuvo dirigido por Vladimir Grinev.
Las principales direcciones de la actividad científica del Instituto:
El instituto cuenta con las siguientes escuelas científicas en el campo de las ciencias técnicas:
Coal Physics , fundada por el Académico A. A. Galkin , cuyos destacados representantes son Miembro Correspondiente de NASU, Doctor en Ciencias Técnicas. N., Prof. A. D. Alekseev ; d.p.m.s., prof. E. P. Feldman ; d.p.m.s., prof. V. M. Yurchenko . Las direcciones de la actividad científico-técnica de la escuela son el estudio de las propiedades del carbón y las rocas y su comportamiento bajo una carga de componente volumétrico desigual a altos niveles de esfuerzos de compresión; estudio del estado de fase del metano en carbón a altas presiones; investigación fundamental aplicada.
Entre los principales logros científicos de la escuela, cabe destacar los estudios que establecen que la materia orgánica del carbón forma sistemas monofásicos metaestables como soluciones sólidas con gases . Esto permite estimar las reservas de gas en el carbón y, teniendo en cuenta el metano en forma de solución sólida, considerar los depósitos de carbón de Donbass como depósitos de carbón y gas. Y también el establecimiento de criterios para la destrucción de rocas bajo una carga volumétrica de componentes desiguales a altos niveles de esfuerzos de compresión, lo que permitió desarrollar métodos para predecir y combatir fenómenos gasodinámicos en minas de carbón .
Physics of Mining Processes , fundado por sarampión miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania, Académico de la Academia de Ciencias de Ucrania y de la Academia Rusa de Ciencias Naturales, Ph.D. N., Prof. A. D. Alekseev, cuyos destacados representantes son: Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, prof. E. N. Feldman; d.t. N., Prof. M. A. Ilyashov; d.t. N., Prof. B. Sí. Zhúkov; d.p.m.s., prof. P. I. Polyakov; d.t. Ph.D., investigador principal V. N. Revva; d.t. Ph.D., investigador principal G. N. Starikov; kt n., Asoc. Hay. Kolchik; kt n., Asoc. M.Lobkov; Doctor. K. Ulyanova. Las direcciones de la actividad científica y técnica de la escuela son la física de los procesos mineros a grandes profundidades; creación de métodos para la gestión activa del estado de la cordillera; desarrollo de tecnologías físicas y químicas para transferir vetas de carbón en un estado inseguro de explosión; desarrollo de métodos para predecir el estado de la cordillera y la superficie terrestre en caso de inundación de las minas de carbón que están siendo desmanteladas; investigación fundamental aplicada.
Entre los principales logros científicos de la escuela, cabe destacar los siguientes:
Desde hace más de 35 años, el Instituto realiza trabajos encaminados al estudio del estado tensional-deformativo del carbón y de las rocas a grandes profundidades, el estado de fase del metano en el carbón y el desarrollo de métodos para el control activo del estado de una roca de carbón masa, basado en el tratamiento físico y químico del carbón con soluciones acuosas de sustancias tensoactivas y químicamente activas. Por lo tanto, las tareas principales del equipo científico del Instituto eran y siguen siendo realizar investigaciones fundamentales en el campo de la física del carbón y los procesos mineros, estudiar las propiedades y el estado de las rocas bajo cargas desiguales elevadas, desarrollar métodos para predecir la estado de un macizo rocoso y peligro de estallido, y desarrollar métodos para influir activamente en las vetas de carbón para prevenir emisiones carbón y rocas y control del estado de fase del metano.
Durante toda la existencia del IFGP ( laboratorio , departamento, departamento, instituto), su director permanente es miembro correspondiente de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania, académico de la ASNU y de la Academia Rusa de Ciencias Naturales, Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor, Laureado del Premio Estatal de Ucrania, Minero de Honor de Ucrania A. D. Alekseev. Bajo su dirección, se fundó la escuela científica "Física de los Procesos Mineros", donde se formaron científicos que, sobre la base de estudios de la estructura de la materia del carbón y las propiedades físicas de las rocas, desarrollaron nuevos métodos y formas de controlar el estado de el macizo rocoso en el desarrollo de las vetas de carbón de Donbass , lo que mejoró las condiciones de seguridad laboral de los mineros .
Bajo la dirección del profesor A.D. Alekseev, por primera vez en la URSS , se desarrolló y creó una instalación única de compresión triaxial desigual de UNTS en 1972 , que le permite crear de forma independiente tensiones de compresión de hasta 1100 MPa a lo largo de tres ejes con un cerrado cámara, que permitió simular el estado tensional de un macizo rocoso para profundidades de hasta 5000 g Uno de los primeros trabajos en la práctica mundial se realizó utilizando el método de RMN para estudiar transiciones de fase en carbones a presiones de hasta 1000 MPa, ciertos transiciones polimórficas en cuarzo durante la destrucción de rocas bajo alta presión.
Al estudiar las propiedades del carbón y las rocas y su comportamiento bajo una carga de componentes volumétricos desiguales a altos niveles de tensiones de compresión, Alekseev AD creó una nueva dirección en la ciencia: "gestión del estado de un macizo de roca de carbón", que ahora es generalmente aceptado. . La investigación científica en esta dirección permitió a A.D. Alekseev desarrollar métodos para predecir y combatir los fenómenos dinámicos de gas en las minas de carbón.
Al investigar el estado de fase del metano en el carbón a altas presiones, A. D. Alekseev logró descubrir la "propiedad de la materia orgánica del carbón para formar sistemas monofásicos metaestables, como soluciones sólidas con gases", previamente desconocida. Este descubrimiento permite estimar las reservas de gas en el carbón y, teniendo en cuenta el metano en forma de solución sólida, considerar los depósitos de carbón de Donbass como depósitos de carbón y gas.
Las principales tareas científicas del Instituto: "Realizar investigaciones fundamentales en el campo de la física del carbón y los procesos mineros": en esta dirección, el instituto, por primera vez en el mundo, utiliza métodos de radiofísica ( resonancias magnéticas nucleares y paramagnéticas de electrones ) estudiar la estructura y las propiedades de sorción del carbón para mejorar los métodos de exposición en las vetas de carbón sujetas a fenómenos de dinámica de gases. También se consideran los mecanismos de interacción de los tensioactivos y sustancias químicamente activas con la masa orgánica del carbón .
El uso de la técnica de RMN de línea ancha permitió obtener información más precisa sobre el comportamiento del metano en el carbón. Con base en el análisis de los resultados teóricos y experimentales, se ha establecido que los parámetros más importantes que determinan la estabilidad del sistema "carbón-gas" son la concentración de metano en poros abiertos y cerrados, la tasa de cambio en el estado de estrés gradiente , las características mecánicas de la veta de carbón y la cantidad de humedad, que limita la difusión de metano desde los poros cerrados.
"Investigación de las propiedades y estado de las rocas a altas tensiones no equivalentes". Para llevar a cabo investigaciones experimentales en esta dirección, se ha creado una instalación única y sin análogos, que permite simular un estado de tensión volumétrica para profundidades de hasta 5 km en rocas reales con cualquier relación de tensiones principales e investigar su estado límite. , teniendo en cuenta la tasa de carga y los cambios en el grado de perturbación.
Entre los resultados científicos más importantes en la dirección de estudios teóricos y experimentales de deformación y fractura bajo condiciones de carga volumétrica de componente desigual, vale la pena señalar las condiciones obtenidas teóricamente para el estado límite de rocas fracturadas bajo carga volumétrica, teniendo en cuenta física , características mecánicas y tecnológicas.
"Desarrollo de métodos para la predicción del estado de la cordillera". Los trabajos en esta dirección se dedican a la evaluación del estado del macizo rocoso a partir de las propiedades físicas y mecánicas de las rocas para desarrollar métodos de predicción de fallas de baja amplitud y riesgo de desprendimiento de areniscas en trabajos de desarrollo en capas suaves. Sobre la base de los resultados de la investigación fundamental, los criterios y parámetros de los métodos para predecir el riesgo de estallido al abrir vetas de carbón, categorizar las vetas según el grado de riesgo de estallido, pronosticar las fuentes de estallidos durante los trabajos de desarrollo de la veta y clasificar los fenómenos dinámicos de gas que han ocurrido. ( explosiones y colapsos repentinos ) que han sido probados en minas de carbón que desarrollan vetas de carbón peligrosas por explosión.
"Desarrollo de métodos de influencia activa sobre mantos de carbón para prevenir desprendimientos de carbón y rocas y control del estado de fase del metano". Por primera vez se realizaron estudios experimentales de procesos geomecánicos alrededor de las caras del escudo , tanto en el techo inmediato como en el principal, y se obtuvieron nuevas regularidades para la manifestación del proceso de desplazamiento del macizo rocoso.
Los estudios de posgrado y doctorado están abiertos en el instituto , el Consejo Académico Especializado D.11.184.02 trabaja para la defensa de tesis doctorales y de maestría de dos especialidades : 15.05.02 “Extracción subterránea de yacimientos minerales ”; 15.05.11 “Procesos físicos de la minería”. Todos los que se gradúan de la escuela de posgrado defienden sus disertaciones en un consejo especial.
El instituto publica una colección de artículos científicos "Problemas físicos de la minería", que se incluye en la lista de publicaciones especializadas de la Comisión Superior de Certificación de Ucrania .
Los científicos del instituto publicaron más de 600 artículos científicos, incluidas 16 monografías, recibieron 44 patentes y certificados de derechos de autor, desarrollaron e implementaron en las minas del país 12 métodos para predecir y gestionar el estado de la cordillera, y fueron incluidos en los documentos reglamentarios de la industria.
Los más influyentes entre ellos son: Monografías:
Normas:
Colecciones:
Los empleados del Instituto son los autores del descubrimiento científico "La propiedad de la materia orgánica del carbón para formar sistemas monofásicos metaestables con gases similares a soluciones sólidas"".